翻轉(zhuǎn)裝配車中直角連桿的強度計算

王培偉 張 會

（沈陽黎明航發(fā)集團有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

翻轉(zhuǎn)裝配車中直角連桿的強度計算

王培偉 張 會

（沈陽黎明航發(fā)集團有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文主要研究了發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車中與發(fā)動機第三支點相連接的直角連桿的受力情況，通過實例對連桿的受力情況進行了分析，將復(fù)雜的受力情況抽象成一個簡單的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過推導(dǎo)總結(jié)出了關(guān)于連桿強度的計算和校核方法。

發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車；第三支點；連桿

概述

發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車是用來裝配發(fā)動機時用的，發(fā)動機分別通過主支點和第三支點與裝配車連接起來，其中與第三支點連接的連桿直接控制了發(fā)動機的翻轉(zhuǎn)，它的強度不夠?qū)⒅苯訉?dǎo)致發(fā)動機傾覆損壞，同時受力情況也最為復(fù)雜。關(guān)于此類連桿的強度的計算目前沒有資料可供查閱，本文研究的目的就是推導(dǎo)連桿強度的計算方法。

1 發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車介紹

發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示

發(fā)動機可繞主支點自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)通過連桿與旋轉(zhuǎn)架連接后發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)就受到了控制，旋裝架帶著發(fā)動機在動力裝置的驅(qū)動下可以繞主支架的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動機的翻轉(zhuǎn)過程中，連桿會受到交替變化的拉、壓應(yīng)力和彎矩。當(dāng)發(fā)動機處于近似的水平位置時，連桿受到的拉、壓應(yīng)力和彎矩最大。

某些發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車中連桿不是直的，是成直角彎曲的，稱為直角連桿，如圖2所示：

圖1 發(fā)動機翻轉(zhuǎn)裝配車結(jié)構(gòu)示意圖

直角連桿工作時既受到交替變化的拉、壓應(yīng)力，也受到很大的彎矩，影響直角連桿強度的主要因素是彎曲力矩。

2 計算實例

2.1 計算連桿在裝配車中所受的力

在設(shè)計翻轉(zhuǎn)裝配車時，一般先確定連桿的工作位置并設(shè)計出連桿的結(jié)構(gòu)，根據(jù)經(jīng)驗確定連桿尺寸，然后對此連桿進行強度校核，在校核連桿的強度之前需要計算出如圖2所示的連桿所受的力F的大小。計算時可參考圖1

計算時需用比發(fā)動機重一些的試驗件的重量。如圖設(shè)：

試驗件重量為G（kg）

發(fā)動機重心到主支點的距離為P（mm）

連桿受力為F（如圖（2））

連桿力矩的力臂為D（mm）

連桿與豎直線的投影夾角為α。

在實際中夾角α較小對計算結(jié)果影響不大。因此可將夾角α忽略，連桿所受力可簡化為：F=G×P/D（結(jié)果單位為kg）

2.2 連桿強度校核

以具體的數(shù)值為例來說明強度校核的方法。假設(shè)計算出了連桿所受的力F為6315kg，連桿的設(shè)計材料為30CrMnSi，調(diào)質(zhì)硬度為HRC28-32，連桿尺寸如圖2所示。

由圖可以看出連桿的薄弱點在B截面，本例中為M36×1.5的螺紋桿，其底徑取34.5mm。B截面既受壓應(yīng)力又受彎矩，直角連桿的強度計算在各手冊中沒有介紹，因此嘗試將其轉(zhuǎn)化為直桿的受力情況。

圖2 直角連桿圖

圖3

圖4

圖5

結(jié)語

在生產(chǎn)中曾經(jīng)有一臺翻轉(zhuǎn)裝配車的直角連桿在進行翻轉(zhuǎn)試驗時發(fā)生彎曲，采用本文的計算方法調(diào)整了連桿的尺寸并進行了強度校核，再次進行翻轉(zhuǎn)試驗時連桿就沒有出現(xiàn)問題。由此可見此計算方法是可行的。

[1]機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

TH12

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.102