EW10J4发动机总体毕业论文 第12页

Ф = 90^o + arcos[（H_min/2 +ρ）/（D₁/2 +ρ）]

   = 90^o + arcos[（25.23/2 + 38.8）/（39.54/2 + 38.8）]

   = 120^o ；

式中：符号见文献。

(4)  在φ=0^o的断面上的弯矩和法向力

    = 2330 15 （0.00033 120-0.0297）

    = 1062.5N.mm

    =2330 （0.572-0.0008 120）

    =1109.08 N

(5)  与铅直平面夹角为φ的连杆小头上的任意断面Ⅱ—Ⅱ，其弯矩与法向力

在0^o ≤φ≤90^o时：

         =843.9+2271.9 17.67×(1-cos120^o)-0.5 4772.8 17.67  （1-cos120^o）

              = 922.89 Nmm

          =2271.9  cos120^o +0.5 4472.8 （1-cos120^o）

           =1109.08 N

在90^o ≤φ≤Ф时：

             =834.9+2271.9 19.67 （1-cos120^o）-0.5 4272.8 （sin120^o - cos120^o）

         =3041.24Nmm

           =2271.9 （-0.525）+0.5 4272.8 （sin120^o - cos120^o）

 =1036.88 N

2.4.1.4 由压缩载荷Pc所引起的小头应力

(1) 最大压缩载荷：Pc=Pz-Pj  （N）

式中：Pz—作用在活塞上的气压力（N），

Pz=（pz-1）ЛD²/4=（10105-1）×3.14×110²/4=53485 N

Pc=53485-4772.8=48702.2 N

(2) 任意断面上的弯矩和法向力

由《内燃机设计》图6-11查得：M₀c/（Pc·r_m）=-0.0012，N₀c/Pc=0.00325；

则M_oc=-0.0012×Pc·r_m=-0.0012×48702.2×17.675=-1032.6 Nmm

N_oc=0.003×Pc=0.00325×48702.2=158.3 N

在0^o ≤φ≤90^o时：

M₁c=M₀c+ N₀c·r_m（1-cosФ）=-1032.6+158.3×17.67×（1-cos120^o）

=3163.14Nmm

N₁c= N₀c·cosФ=158.3×cos120^o=79.15 N

在90^o ≤φ≤Ф时：

M₂c=M₀c+ N₀c·r_m（1-cosФ）- Pc·r_m·f（Ф）

  =-1032.6+158.3×17.67×（1-cos120^o）-48702.2×17.67×0.013

=-8024.24 Nmm

N₂c= N₀c·cosФ+ Pc·f（Ф）=158.3×cos120^o+48702.2×0.013

=554 N

式中：f（Ф）=（0.5-Ф/Л）sinФ-1/Л·cosФ，

由于Ф=120^o，f（Ф）=0.013

小头在拉伸载荷作用下，在任意断面上产生的内、外表应力，以及小头在压缩载荷下，在任意断面上产生的内、外表应力均用下列公式计算：

бa={2M（6 r_m +h）/[h（2 r_m +h）]+kN}/ah

бj={-2M（6 r_m -h）/[h（2 r_m -h）]+kN}/ah

式中：M、N—按前面计算结果；

k—考虑到连杆小头和衬套在载荷作用下一起变形共同分担法向载荷的系数，

k=EF/（EF+EˊFˊ），E、 Eˊ—连杆材料和衬套材料的弹性模数；

F—连杆小头断面积，F=（D₁-d）B₁=（39.54-31.13）×31.31=263.3㎜²；

Fˊ—衬套截面积，Fˊ=（d-d₁）B₁=（31.13-26.97）×31.21=129.83㎜²；

h—小头壁厚，h=（D₁-d）/2=（39.54-31.13）/2=4.2㎜；

a—    a= B₁=31.13㎜；

则k=2.2×10⁵×263.3/（2.2×10⁵×263.3+1.15×10⁵×129.83）=0.795

拉应力：

m点：бaj={2M₂j（6 r_m +h）/[h（2 r_m +h）]+kN₂j}/ah

          ={2×3450.5×（6×17.67+4.2）/[4.2×（2×26.67517.67+4.2）]+0.795×2123.85}/（31.55×4.2）

          =47.3   N/mm²

n点：бij={-2M₂j（6 r_m -h）/[h（2 r_m -h）]+kN₂j }/ah

          ={-2×3450.5×（6×17.67-4.2）/[4.2×（2×17.67-4.2）]+0.795×2123.85}/（31.55×4.2）

          =-38.25 N/mm²

压应力：

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