翻轉裝配車中直角連桿的強度計算

王培偉 張 會

（沈陽黎明航發集團有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

翻轉裝配車中直角連桿的強度計算

王培偉 張 會

（沈陽黎明航發集團有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文主要研究了發動機翻轉裝配車中與發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，將復雜的受力情況抽象成一個簡單的數學模型，經過推導總結出了關于連桿強度的計算和校核方法。

發動機翻轉裝配車；第三支點；連桿

概述

發動機翻轉裝配車是用來裝配發動機時用的，發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動機的翻轉，它的強度不夠將直接導致發動機傾覆損壞，同時受力情況也最為復雜。關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連桿強度的計算方法。

1 發動機翻轉裝配車介紹

發動機翻轉裝配車結構示意圖如圖1所示

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

某些發動機翻轉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 發動機翻轉裝配車結構示意圖

直角連桿工作時既受到交替變化的拉、壓應力，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

在設計翻轉裝配車時，一般先確定連桿的工作位置并設計出連桿的結構，根據經驗確定連桿尺寸，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

計算時需用比發動機重一些的試驗件的重量。如圖設：

試驗件重量為G（kg）

發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（結果單位為kg）

2.2 連桿強度校核

以具體的數值為例來說明強度校核的方法。假設計算出了連桿所受的力F為6315kg，連桿的設計材料為30CrMnSi，調質硬度為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，因此嘗試將其轉化為直桿的受力情況。

圖2 直角連桿圖

圖3

圖4

圖5

結語

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

[1]機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2010.

TH12

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.102