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1、- 1 -本科毕业设计论文题 目连杆工艺设计及有限元分析专业名称 机械设计及其自动化 学生姓名 梁 乐 指导教师 李 郁 毕业时间 二零一四年六月 - 2 -目 录摘要 .- 5 -ABSTRACT .- 6 -第一章 绪论 .- 8 -1.1 课题研究的意义 .- 8 -1.2 国内外现状 .- 9 -1.3 论文的章节安排 .- 9 -第二章 连杆零件的分析 .- 10 -2.1 连杆的作用 .- 10 -2.2 连杆的结构特点 .- 11 -2.3 连杆的工艺分析 .- 16 -2.4 连杆的材料和毛坯 .- 16 -第三章 连杆零件的工艺编制 .- 18 -3.1 连杆机械加工工艺过程
2、 .- 18 -3.2 连杆工艺过程的安排 .- 22 -3.3 连杆工艺设计存在的问题 .- 25 -3.3.1 工序安排 .- 25 -3.3.2 定位基准 .- 25 -3.3.3 夹具使用 .- 25 -3.3.4 切削用量的选择原则 .- 25 -3.4 连杆机械加工工序卡片 .- 18 -第四章 连杆受载荷情况下的有限元分析 .- 28 -4.1 连杆的有限元分析过程和结果 .- 29 -第五章 总结与展望 .- 76 -5.1 论文总结 .- 76 -致 谢 .- 78 -参考文献 .- 79 -毕业设计小结 .- 80 - 3 -摘要连杆是主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加
3、工工艺及有限元分析。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的 刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变 形，就能最后达到零件的技术要求。本次设计通过 AUTOCAD 画出零件图，并且进行工艺编制。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，且连杆的 刚性比较差，容易产生变形。并且用 PRO/E 对连杆做有限元分析，查看连杆的受力情况。关键字：CAD，工艺编制，有限元分析- 4 -ABSTRACTLinkage is one of the main transmissio
4、n parts, this article discusses the link processing technology and finite element analysis. Link dimensional accuracy, position accuracy and shape accuracy requirements are high, and the relatively poor rigidity of the connecting rod, easily deformed, and therefore arranged in the process, the rough
5、 finishing process requires the separation of the major surfaces. Gradually reduce the allowance, cutting forces and internal stress and distortion correction after processing, we can finally meet the technical requirements of the part.The design of the parts diagram drawn by AUTOCAD, and perform pr
6、ocess planning. Link dimensional accuracy, position accuracy and shape accuracy requirements are high, and the relatively poor rigidity of the link easily deformed. And using PRO / E for the link to do finite element analysis, see link stress situation.KEY WORDS: CAD，Process planning ，Finite Element
7、 Analysis- 5 -第 1 章 绪论1.1 课题研究的意义 随着科学技术的发展，我们的生活越来越便捷。例如普遍的汽车，汽车发动机有五大件：缸体、曲轴、连杆、凸轮轴、缸盖。在今天，随着汽车工业的高速发展， “小体积、大功率、低油耗”的高性能发动机对连杆提出更新、更高的要求。作为高速运动件，重量要轻，减小惯性力，降低能耗和噪声，强度、刚度要高，并具有较高的韧性，连杆比要大，连杆要短。连杆是发动机内部的重要零件，连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以，连杆除上下运动外，还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时，主要承受气体压力和往复惯性力所
8、产生的交变载荷， 要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。同时，由于连杆既是传力零件，又是运动件，不能单靠加大连杆尺寸来提高其承载能力，须综合材料选用、结构设计、热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性。连杆在机器中应用之广以及它在机器中的作用和地位不言而喻。因此，本课题所研究的连杆加工工艺是非常有意义的。1.2 国内外现状汽车发动机连杆是一套曲柄连杆机构。而曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动部分。在作功冲程中，它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能，对外输出动力；在其它冲程中，则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。（1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳（2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆- 6 -（3）曲轴飞轮组：曲轴
