[发明专利]一种柴油机连杆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及连接工具技术领域，特别涉及一种柴油机连杆及其制造方法。

背景技术

连杆是柴油机上连接曲轴和活塞的部件。通常，连杆包括连杆大头、杆身和连杆小头。其中，连杆大头通过曲柄销与曲轴连接，连杆小头通过活塞销与活塞连接。在柴油机工作过程中，连杆小头与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲轴一起做旋转运动。因此，连杆除了上下运动外，还会左右摆动，且由于连杆的杆身一般为细长杆件，在柴油机工作过程中，连杆的杆身还会产生平行于和/或垂直于曲轴轴线平面内的弯曲。因此，若要保证柴油机正常工作，就必须保证连杆的机械刚度和机械强度。

现有技术在制造连杆时，通常采用加大连杆杆身结构尺寸以增大连杆惯性矩的方式，提高连杆的机械刚度和机械强度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：由于连杆是连接曲轴和活塞的部件，受曲轴和活塞的尺寸限制，连杆的结构尺寸不宜太大，且随着机械构件日益轻巧化，通过加大连杆杆身结构尺寸来提高连杆的机械刚度和机械强度显然不太现实，因此，通过加大杆身连杆结构尺寸来提高连杆的机械刚度和机械强度的效果较差。

发明内容

为了解决现有技术通过加大连杆杆身结构尺寸来提高连杆的机械刚度和机械强度的效果较差的问题，本发明实施例提供了一种柴油机连杆及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种柴油机连杆制造方法，所述柴油机连杆包括：依次连接的连杆大头、杆身和连杆小头，所述杆身为工字梁，所述方法包括：

保持所述杆身横截面面积不变，为所述杆身设置n组不同的杆身截面尺寸，n≥2，每组所述杆身截面尺寸包括：工字梁壁厚、杆身厚度、杆身宽度和腹板厚度；

分别计算每组所述杆身截面尺寸对应的所述柴油机连杆的疲劳安全因子和屈曲安全因子；

根据每组所述疲劳安全因子和屈曲安全因子，确定最优的杆身截面尺寸作为最终杆身截面尺寸；

根据所述最终杆身截面尺寸制造所述柴油机连杆。

可选地，根据所述最终杆身截面尺寸制造的所述柴油机连杆的x轴的惯性矩与y轴的惯性矩的比值的范围在3.5至4.2之间；

其中，所述x轴平行于所述杆身厚度所在方向，所述y轴平行于所述工字梁壁厚所在方向。

可选地，根据所述最终杆身截面尺寸制造的所述柴油机连杆的所述x轴的惯性矩与所述y轴的惯性矩的比值为4.2。

可选地，所述分别计算每组所述杆身截面尺寸对应的所述柴油机连杆的疲劳安全因子和屈曲安全因子，包括：

通过计算机辅助工程CAE分别计算每组所述杆身截面尺寸对应的所述柴油机连杆的疲劳安全因子和屈曲安全因子。

另一方面，提供了一种柴油机连杆，所述柴油机连杆包括：依次连接的连杆大头、杆身和连杆小头，

所述杆身为工字梁；

所述柴油机连杆的x轴的惯性矩与y轴的惯性矩的比值的范围在3.5至4.2之间；

其中，所述x轴平行于所述柴油机连杆的杆身厚度所在方向，所述y轴平行于所述柴油机连杆的工字梁壁厚所在方向。

可选地，所述柴油机连杆的所述x轴的惯性矩与所述y轴的惯性矩的比值为4.2。

可选地，所述连杆小头与所述杆身的过渡段为圆角。

可选地，所述连杆大头设置有螺栓支承面，所述螺栓支承面的边缘为圆角。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过保持杆身横截面面积不变，为杆身设置n组不同的杆身截面尺寸，n≥2，每组杆身截面尺寸包括：工字梁壁厚、杆身厚度、杆身宽度和腹板厚度；分别计算每组杆身截面尺寸对应的柴油机连杆的疲劳安全因子和屈曲安全因子；根据每组疲劳安全因子和屈曲安全因子，确定最优的杆身截面尺寸作为最终杆身截面尺寸；根据最终杆身截面尺寸制造柴油机连杆；解决了通过加大连杆杆身结构尺寸来提高连杆机械刚度和机械强度效果较差的问题，达到了不加大连杆杆身结构尺寸就能提高连杆的机械刚度和机械强度的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的柴油机连杆的结构示意图；

图2是图1所示实施例提供的柴油机连杆杆身的横截面结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的柴油机连杆制造方法的方法流程图；