號(hào)()院 與電氣工程專(zhuān) 制造及其自動(dòng)化班級(jí)11 自x班姓名指導(dǎo)老師2015 年 3 月 31 日1要復(fù)合鉆頭組由復(fù)合鉆頭體、復(fù)合鉆頭大頭蓋、復(fù)合鉆頭小頭襯套、復(fù)合鉆頭大頭軸瓦和復(fù)合鉆頭螺栓（或螺釘）等組成。復(fù)合鉆頭組承受活塞銷(xiāo)傳來(lái)的氣體作用力及其本故。若剛度不足，則會(huì)造成桿體彎曲變形及復(fù)合鉆頭大頭的失圓變形，導(dǎo)致偏磨。關(guān)鍵詞：復(fù)合鉆頭，強(qiáng)度IIAbstractThelinkgroupcomprisesaconnectingrod,theconnectingrodcover,connectingrodbushing,connectingrodbearingandrodbolts(orscrews).Theconnectingrodgroupundergasforcepistonpincameanditsswingandpistonreciprocatinginertiaforces,themagnitudeanddirectionoftheseforcesarechanges.Theconnectingrodbystretchingandalternatingload.Theconnectingrodmusthaveenoughfatiguestrengthandstructuralstiffness.Thefatiguestrengthisinsufficient,oftencausedbyfractureofconnectingrodortheconnectingrodbolt,resultingindestructionofthemajoraccident.Ifthelackofitwillcausedeformationofroundrodbendingdeformationandtheconnectingrod,piston,causepartialgrindingbearingandcrankpin.KeyWords:ricethresherthreshing;improveddesign;III目 錄162介紹 6工作原理 6總體設(shè)計(jì) 6復(fù)合鉆頭的類(lèi)型定位 5復(fù)合鉆頭的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇 7復(fù)合鉆頭復(fù)合鉆頭的工作流程 93設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 配件設(shè)計(jì) 4有限元分析 有限元簡(jiǎn)介 有限元強(qiáng)度分析簡(jiǎn)介 110非線性分析 4.2 ...................................................................................1錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。網(wǎng)格劃分 19邊界條件設(shè)定 強(qiáng)度分析 22強(qiáng)度分析參考文獻(xiàn) 致 謝 IVV1 復(fù)合鉆頭體由三部分構(gòu)成，與活塞銷(xiāo)連接的部分稱(chēng)復(fù)合鉆頭小頭；與曲軸連接的部分稱(chēng)復(fù)合鉆頭大頭，連接小頭與大頭的桿部稱(chēng)復(fù)合鉆頭桿身。薄壁青銅襯套。在小頭和襯套上鉆孔或銑槽，以使飛濺的油沫進(jìn)入潤(rùn)滑襯套與活塞銷(xiāo)的身必須要具有足夠的剛度。為此，車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合鉆頭桿身大都采用Ⅰ形斷面， Ⅰ形斷面可以在剛度與強(qiáng)度都足夠的情況下使質(zhì)量最小， 高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)有采用 H形斷面的有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用復(fù)合鉆頭小頭噴射機(jī)油冷卻活塞，須在桿身縱向鉆通孔。為避免應(yīng)力集中，復(fù)合鉆頭桿身與小頭、大頭連接處均采用大圓弧光滑過(guò)渡。為降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，必須把各缸復(fù)合鉆頭的質(zhì)量差限制在最小范圍內(nèi)，在工廠裝配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，一般都以克為計(jì)量單位按復(fù)合鉆頭的大、小頭質(zhì)量分組，同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)選用同一組復(fù)合鉆頭。V型發(fā)動(dòng)機(jī)上，其左、右兩列的相應(yīng)氣缸共用一個(gè)曲柄銷(xiāo)，復(fù)合鉆頭有并列復(fù)合鉆頭、叉形復(fù)合鉆頭及主副復(fù)合鉆頭三種型式。2 介紹2.1 工作原理復(fù)合鉆頭機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件有桿狀、塊狀、偏心輪、偏心軸和曲軸等型式。當(dāng)構(gòu)件上兩轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線間距較大時(shí)，一般做成桿狀。帶兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的雙副桿結(jié)構(gòu)：6帶三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的三副桿結(jié)構(gòu)：桿狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)件應(yīng)盡量做成直桿。有時(shí)為了避免構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)干涉，也可將桿狀構(gòu)件做成其他結(jié)構(gòu)。 下圖為 8種典型結(jié)構(gòu)形式：22腦袋襯套和桿螺栓（或螺栓）等。復(fù)合鉆頭組忍受活塞銷(xiāo)的天然氣的作用力本身隔活塞221復(fù)合鉆頭小頭多為薄壁圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，為減少與活塞銷(xiāo)之間的磨損，在小頭孔內(nèi)壓入薄壁青銅襯套。在小頭和襯套上鉆孔或銑槽，以使飛濺的油沫進(jìn)入潤(rùn)滑襯套與活塞銷(xiāo)的7配合表面。復(fù)合鉆頭桿身是一個(gè)長(zhǎng)桿件，在工作中受力也較大，為防止其彎曲變形，桿身必須要具有足夠的剛度。為此，車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合鉆頭桿身大都采用Ⅰ形斷面，Ⅰ形斷面可以在剛度與強(qiáng)度都足夠的情況下使質(zhì)量最小，高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)有采用H形斷面的。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用復(fù)合鉆頭小頭噴射機(jī)油冷卻活塞，須在桿身縱向鉆通孔。為避免應(yīng)力集中，復(fù)合鉆頭桿身與小頭、大頭連接處均采用大圓弧光滑過(guò)渡。為降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，必須把各缸復(fù)合鉆頭的質(zhì)量差限制在最小范圍內(nèi)，在工廠裝配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，一般都以克為計(jì)量單位按復(fù)合鉆頭的大、小頭質(zhì)量分組，同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)選用同一組復(fù)合鉆頭。V型發(fā)動(dòng)機(jī)上，其左、右兩列的相應(yīng)氣缸共用一個(gè)曲柄銷(xiāo)，復(fù)合鉆頭有并列復(fù)合鉆頭、叉形復(fù)合鉆頭及主副復(fù)合鉆頭三種型式。222 8復(fù)合鉆頭組件由復(fù)合鉆頭軸，復(fù)合鉆頭蓋，小牙輪，大軸瓦，螺絲等組成，如上圖所示23 鏈接的主要損傷的形式是疲勞斷裂和過(guò)剩變形。通常疲勞斷裂部位連接上的 3個(gè)域的高應(yīng)力。鏈接的工作條件鏈接的高強(qiáng)度和抗疲勞性能；另外要求很充分的鋼性和韌性。傳統(tǒng)的鏈接的加工過(guò)程中其材料通常 45鋼， 40Cr和40MnB等調(diào)質(zhì)鋼、硬度高，所以德國(guó)汽車(chē)企業(yè)的新型復(fù)合鉆頭材料，例如 C70S6高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼， 系列鍛造鋼， FRACTIM鍛造鋼鍛鋼等 S-國(guó) 第3 章設(shè)計(jì).1 原理復(fù)合鉆頭體由三部分構(gòu)成，與活塞銷(xiāo)連接的部分稱(chēng)復(fù)合鉆頭小頭；與曲軸連接的部分稱(chēng)復(fù)合鉆頭大頭，連接小頭與大頭的桿部稱(chēng)復(fù)合鉆頭桿身。復(fù)合鉆頭小頭多為薄壁圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，為減少與活塞銷(xiāo)之間的磨損，在小頭孔內(nèi)壓入薄壁青銅襯套。在小頭和襯套上鉆孔或銑槽，以使飛濺的油沫進(jìn)入潤(rùn)滑襯套與活塞銷(xiāo)的9配合表面。復(fù)合鉆頭桿身是一個(gè)長(zhǎng)桿件，在工作中受力也較大，為防止其彎曲變形，桿身必須要具有足夠的剛度。為此，車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)合鉆頭桿身大都采用Ⅰ形斷面，Ⅰ形斷面可以在剛度與強(qiáng)度都足夠的情況下使質(zhì)量最小，高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)有采用H形斷面的。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用復(fù)合鉆頭小頭噴射機(jī)油冷卻活塞，須在桿身縱向鉆通孔。為避免應(yīng)力集中，復(fù)合鉆頭桿身與小頭、大頭連接處均采用大圓弧光滑過(guò)渡。為降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，必須把各缸復(fù)合鉆頭的質(zhì)量差限制在最小范圍內(nèi)，在工廠裝配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，一般都以克為計(jì)量單位按復(fù)合鉆頭的大、小頭質(zhì)量分組，同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)選用同一組復(fù)合鉆頭。 V型發(fā)動(dòng)機(jī)上，其左、右兩列的相應(yīng)氣缸共用一個(gè)曲柄銷(xiāo)，復(fù)合頭有并列復(fù)合鉆頭、叉形復(fù)合鉆頭及主副復(fù)合鉆頭三種型式。2 4 .1 介4.1.1 強(qiáng)度介數(shù)學(xué)，有限要素法（FEMFiniteElement）是一種求解微分方程邊值問(wèn)題近似解的數(shù)值技術(shù)。解的時(shí)候全體的問(wèn)題區(qū)域分解，各地區(qū)簡(jiǎn)單的部分，這個(gè)簡(jiǎn)單的部分就計(jì)算精度高，它不僅能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，有效的手段工程分析。位移模式選擇有限單元法，選擇節(jié)點(diǎn)移位作為基本的未知量被稱(chēng)為位移法；選擇節(jié)點(diǎn)力作為基本未知量稱(chēng)為力法；部分節(jié)點(diǎn)力和一部分的節(jié)點(diǎn)移位作為基本的未知量被稱(chēng)為混合法。位移法容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算自動(dòng)化，所以，有限單元法最寬的應(yīng)用范圍位移法。10位移法錄用的時(shí)候，物體或構(gòu)造物離散化后，單位總的物理量等的位移，應(yīng)變應(yīng)力。 。 分析單元的力學(xué)的性質(zhì)單元的材料的性質(zhì)不同，形狀，尺寸、節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，位置和意義等標(biāo)題，單元節(jié)點(diǎn)力和節(jié)點(diǎn)移位的關(guān)系式，組合分析的關(guān)鍵的一步。這個(gè)時(shí)候應(yīng)用彈性力學(xué)的幾何學(xué)的方程式和物理的方程式建立力和位移方程式引導(dǎo)，從而單元?jiǎng)傂跃仃?，這是有限要素法的基本步驟之一。412 非線性分析分析研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的一種現(xiàn)代方法，系統(tǒng)的辨別方法是工程的振動(dòng)的領(lǐng)域的應(yīng)用。非線性分析機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模式是特定的固有頻稱(chēng)為考試非線性分析分析。通常，非線性分析分析，考試非線性分析分析。振動(dòng)模式的彈性的結(jié)構(gòu)的固有的，全體的特性。非線性分析分析的方法，通過(guò)清醒， 內(nèi)部各種：的作用下發(fā)生的實(shí)際的振動(dòng)響應(yīng)。所以，非線性分析分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及設(shè)備故障診斷動(dòng)態(tài)的重要方法。機(jī)械、建筑、航天飛機(jī)，船舶、汽車(chē)等實(shí)際的振動(dòng)模式各自不同。非線性分析分析力和響應(yīng)雙通道快速傅立葉變換（ 函數(shù)）。非線性分析分析理論考試導(dǎo)納函數(shù)擬合的曲線，認(rèn)識(shí)構(gòu)造物非線性分析參數(shù)，建立從而構(gòu)造物非線性分析模型。非線性分析疊加原理，已知的各種載荷時(shí)間過(guò)程的場(chǎng)合，預(yù)言結(jié)構(gòu)物的實(shí)際的振動(dòng)的反應(yīng)過(guò)程和反應(yīng)譜。術(shù) FFT等的技術(shù)的發(fā)展，得到考試非線性分析分析的迅速的發(fā)展的影響，機(jī)械、電氣、建筑、水11利、航空、航天等眾多產(chǎn)業(yè)部門(mén)的重視。已經(jīng)多種等級(jí)，各種原理的非線性分析分析硬件和軟件登場(chǎng)。前處理打開(kāi) s軟件，界面如圖所示點(diǎn)擊 Geometry功能選項(xiàng)，將其拖入 界面，如上圖12所示在擊 StaticStructural功能選項(xiàng)，將其拖入到Geometry旋向框上面，如圖所示，自動(dòng)生成分析選項(xiàng)界面。導(dǎo)入模型以后，需要對(duì)模型賦予材質(zhì)。本結(jié)構(gòu)中，零部件材質(zhì)設(shè)定為結(jié)構(gòu)鋼楊氏模量為 2.1e13pa泊松比為 0.3如下圖所示，分別對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行材料設(shè)定134.3 區(qū)分網(wǎng)格前，用戶(hù)首先需要對(duì)模型中將使用單位設(shè)定。單元的屬性主要是：?jiǎn)卧?lèi)型，實(shí)常數(shù)，材料常數(shù)。典型的實(shí)常數(shù)，厚度，截面，高度，梁的慣性等。材料的屬性包括：彈性模量、泊松分布，密度，熱膨脹系數(shù)等。ANSYS為用戶(hù)提供了兩種網(wǎng)格分割類(lèi)型：自由與映射所謂的“自由”的體現(xiàn)，不特定的標(biāo)準(zhǔn)，單元形狀無(wú)限制，生成機(jī)體不規(guī)律，基本上適用于所有的模型。自由網(wǎng)格生成的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)位置比較隨意，用戶(hù)無(wú)法控制。操作方法是打開(kāi) MeshTool工具欄的自由選擇。用單元形狀于是對(duì)面是身體依賴(lài)網(wǎng)格區(qū)分。對(duì)面的自由，只有網(wǎng)格是四角形的組合也盡量三角形單元組成，或兩者混合。身體有自由、網(wǎng)格單元限制四面體。映射網(wǎng)格區(qū)分要求方面和身體的形狀，一定規(guī)則，且映射面網(wǎng)格只包括三角形的單位和四角形的單位，映射身體網(wǎng)格只包括六面體單元，這就是規(guī)則生成單元形狀形狀，適用規(guī)則的臉和身體。網(wǎng)格映射分，生成單元尺寸依靠，當(dāng)前 KESIZE，LESIZE和ASIZE設(shè)置。 ， 314或 4條線圍起來(lái)，腋下相等的單元的分割數(shù)必須。如果這方面 3條線圍成三條方面的單元的分割數(shù)等于是偶數(shù)，必須要。對(duì)邊格數(shù)的差別，平等，或網(wǎng)格邊數(shù)相等，另外的格數(shù)的差是偶數(shù)，網(wǎng)格區(qū)分映射。如果一個(gè)方面比總的線數(shù)量的減少4條線圍成，那是直接采用映射網(wǎng)格被分為了，但是，4，其中的一些線配合（ add）和連接（一種區(qū)分網(wǎng)格時(shí)的操作）。代替連接操作（concatenation），拾音器方面的3個(gè)或四角點(diǎn)面映射網(wǎng)格，分為它簡(jiǎn)化的方法的兩個(gè)分映射網(wǎng)格點(diǎn)之間的內(nèi)部連接線。為了得到映射網(wǎng)格，必須在一旁指定相等的線的分割數(shù)（或定義線的分割數(shù)對(duì)應(yīng)的接力方式）。不需要所有的線指定分割數(shù)，只要采用映射網(wǎng)格，分程序線的分割數(shù) 1根邊，一邊傳達(dá)傳達(dá)給所有的旁邊的網(wǎng)格方面）區(qū)分身體映射網(wǎng)格： 為了一個(gè)人分割六面體單位， 必須滿(mǎn)足 ?了塊形狀 、 5面體和四方面的體形?對(duì)面和定義的單元的分割數(shù)必須等于?如果身體棱柱形和四面的尺寸，三角形方面的單元的分割數(shù)是偶數(shù)·相對(duì)緣區(qū)分的學(xué)分，必須等于導(dǎo)入模型以后如上圖所示，打開(kāi)主界面 ,對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，點(diǎn)擊mesh功能旋向，右擊插入 mesh方法，選擇 定整體網(wǎng)格大小為 1mm。點(diǎn)擊 mesh，軟件對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分結(jié)果如下圖所示：15可以看到最終網(wǎng)格劃分效果，以及網(wǎng)格數(shù)量，如下圖：如圖所示，網(wǎng)格總數(shù)量為 487658，節(jié)點(diǎn)數(shù)量為 170523網(wǎng)格質(zhì)量 10044 網(wǎng)格劃分完畢需要對(duì)整體裝置進(jìn)行邊界條件設(shè)定，如下圖所示，為模16型固定條件，即模型中某些零部件進(jìn)行固定設(shè)定。設(shè)定軸承外圈上與小棍接觸部分為固定。即 fixed另外設(shè)定約束條件，即受力載荷或者位移載荷17設(shè)定與軸承外圈接觸的冷碾輥部分以及外部受力打小為 如上圖所示45 點(diǎn)solve，軟件對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算，最終計(jì)算結(jié)果如下圖1819。4.6 強(qiáng)度析結(jié)論牙輪在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中， 軸頸表面受到脹套的擠壓力和復(fù)合機(jī)械力的作用， 減 0.1mm~0.3mm緊配合力度達(dá)不到要求的縮緊力，牙輪與主軸之間出現(xiàn)配合間隙，引起了牙輪的磨損。由此可知在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：減小軸與外殼的磨損 .減小軸與外殼的摩擦使得軸轉(zhuǎn)動(dòng)更靈活起到固定軸的作用。在條件差的環(huán)境中使用。無(wú)油潤(rùn)滑的情況下使用20軸承拆下后擬繼承運(yùn)用時(shí)，應(yīng)選用恰當(dāng)?shù)难b配工具。裝配過(guò)盈配合的內(nèi)套圈，只能將拉力加在該套圈上，絕不許可通過(guò)滾動(dòng)體 (外圈 )傳遞裝配力否則滾動(dòng)體和滾道都會(huì)被壓傷。軸承裝置時(shí)，必需在套圈端面的圓周上施加均等的壓力，將套圈壓入，不得用鎯頭等工具間接敲擊軸承端面，免得用鎯頭敲打套筒，通過(guò)套筒將套圈平衡地壓入。假如少量量裝置時(shí)，可采取液壓機(jī)。壓入時(shí)，應(yīng)保障外圈端面與外殼臺(tái)肩端面，內(nèi)圈端面與軸臺(tái)肩端面壓緊，當(dāng)過(guò)盈量較大時(shí)，可采取油浴加熱或感應(yīng)器加熱軸承方式來(lái)裝置，加熱溫度規(guī)模為 80℃-100℃，最高不能超越 120℃。同時(shí)，運(yùn)用螺或其它恰當(dāng)?shù)姆绞骄o固軸承，以避免軸承冷卻后寬度方向壓縮而使套圈與軸肩之間發(fā)生間隙。21結(jié)論一、總結(jié)第一部分，文獻(xiàn)資料的搜集與整理。通過(guò)專(zhuān)利網(wǎng)、文獻(xiàn)庫(kù)和老師給的資料，了解了當(dāng)前主流的幾種機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架助推器類(lèi)型。然后根據(jù)文獻(xiàn)資料，綜合分析每種助推器的優(yōu)劣，綜合比較借鑒，初步確定采用撬棍杠桿式助推方式。第二部分，確定局部和整體方案。進(jìn)一步分析撬棍式助推器的助推方式，及需要哪些相配合的機(jī)構(gòu)，將助推器分為執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三部分。然后先對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 。 統(tǒng)各部件的具體結(jié)構(gòu)尺寸，確定軸上零件的定位和裝配方式，最后選擇合適的軸承并對(duì)各部件進(jìn)行校核。二、設(shè)計(jì)的不足之處這次的設(shè)計(jì)還只是階段性的，助推器的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行局部?jī)?yōu)化，中間的系統(tǒng)也有很多不同的方案可以選擇，比如選擇齒輪代替鏈傳，三、個(gè)人體會(huì)， 最后一步。需要考察自己大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)技能和課程知識(shí)，并且要綜合運(yùn)用，對(duì)自己也是一次全面的提高。倉(cāng)促。剛開(kāi)始做課題使并沒(méi)有什么頭緒，不知道從哪里下手。就像無(wú)頭的蒼蠅，這里做一些，那里做一些，其中受力分析就做了很多遍，事實(shí)證明這些都是無(wú)用功。后來(lái)跟指導(dǎo)老師溝通了很多次，確定下來(lái)步驟。先綜合分析助推器的總體結(jié)構(gòu)，分成幾部分，比如驅(qū)動(dòng)、、執(zhí)行部分，這樣就有了一個(gè)大的方向。因此，我體會(huì)到初步設(shè)計(jì)必須確定每一部分的工作，由大到小，先分析結(jié)構(gòu)，再對(duì)， 、 ，