翻转装配车中直角连杆的强度计算

王培伟 张 会

（沈阳黎明航发集团有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

翻转装配车中直角连杆的强度计算

王培伟 张 会

（沈阳黎明航发集团有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

本文主要研究了发动机翻转装配车中与发动机第三支点相连接的直角连杆的受力情况，通过实例对连杆的受力情况进行了分析，将复杂的受力情况抽象成一个简单的数学模型，经过推导总结出了关于连杆强度的计算和校核方法。

发动机翻转装配车；第三支点；连杆

概述

发动机翻转装配车是用来装配发动机时用的，发动机分别通过主支点和第三支点与装配车连接起来，其中与第三支点连接的连杆直接控制了发动机的翻转，它的强度不够将直接导致发动机倾覆损坏，同时受力情况也最为复杂。关于此类连杆的强度的计算目前没有资料可供查阅，本文研究的目的就是推导连杆强度的计算方法。

1 发动机翻转装配车介绍

发动机翻转装配车结构示意图如图1所示

发动机可绕主支点自由旋转，当通过连杆与旋转架连接后发动机的旋转就受到了控制，旋装架带着发动机在动力装置的驱动下可以绕主支架的旋转轴旋转。在发动机的翻转过程中，连杆会受到交替变化的拉、压应力和弯矩。当发动机处于近似的水平位置时，连杆受到的拉、压应力和弯矩最大。

某些发动机翻转装配车中连杆不是直的，是成直角弯曲的，称为直角连杆，如图2所示：

图1 发动机翻转装配车结构示意图

直角连杆工作时既受到交替变化的拉、压应力，也受到很大的弯矩，影响直角连杆强度的主要因素是弯曲力矩。

2 计算实例

2.1 计算连杆在装配车中所受的力

在设计翻转装配车时，一般先确定连杆的工作位置并设计出连杆的结构，根据经验确定连杆尺寸，然后对此连杆进行强度校核，在校核连杆的强度之前需要计算出如图2所示的连杆所受的力F的大小。计算时可参考图1

计算时需用比发动机重一些的试验件的重量。如图设：

试验件重量为G（kg）

发动机重心到主支点的距离为P（mm）

连杆受力为F（如图（2））

连杆力矩的力臂为D（mm）

连杆与竖直线的投影夹角为α。

在实际中夹角α较小对计算结果影响不大。因此可将夹角α忽略，连杆所受力可简化为：F=G×P/D（结果单位为kg）

2.2 连杆强度校核

以具体的数值为例来说明强度校核的方法。假设计算出了连杆所受的力F为6315kg，连杆的设计材料为30CrMnSi，调质硬度为HRC28-32，连杆尺寸如图2所示。

由图可以看出连杆的薄弱点在B截面，本例中为M36×1.5的螺纹杆，其底径取34.5mm。B截面既受压应力又受弯矩，直角连杆的强度计算在各手册中没有介绍，因此尝试将其转化为直杆的受力情况。

图2 直角连杆图

图3

图4

图5

结语

在生产中曾经有一台翻转装配车的直角连杆在进行翻转试验时发生弯曲，采用本文的计算方法调整了连杆的尺寸并进行了强度校核，再次进行翻转试验时连杆就没有出现问题。由此可见此计算方法是可行的。

[1]机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

TH12

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.102