1、连杆的工作状况。

  连杆的小端与活塞销连接并随活塞往复运动，连杆的大端与曲柄销连接并随曲轴转动。因此，连杆体不仅上下运动，而且左右摆动，做复杂的平面运动。

  连杆承受的基本载荷是拉伸载荷和压缩载荷。大拉伸载荷P'j出现在进气冲程开始的上止点附近，其值为活塞组和连杆质量在计算截面上方的往复惯性力，即：

  Gˊ ——型活塞组重力，n;

  Gˊ i——计算截面上方连杆的重力，n;

  G——重力加速度，9.8m/s2。

  ——连杆比;

  R——曲柄半径，m;

  ——曲轴角速度，弧度/秒。

  大压缩载荷P’。它出现在膨胀冲程开始时的上止点附近，它的值是破裂压力减去惯性力产生的推力。也就是

  Pz=Pz-pj(2)

  Pz——型作用在活塞上的气体总压力，n;

  Pz=

  pz ——作用在活塞顶部的单位面积空气压力，N/mm2;

  D——气缸直径，mm。

  另外，由于连杆是细长杆，在压缩载荷的作用下，还会在平行和垂直于曲轴轴线的平面内引起弯曲。这两种弯曲都会给轴带来额外的弯曲应力。在制造连杆时，如果出现初始弯曲和偏心，上述情况会更加严重。连杆的角加速度和转动惯量引起的转动惯量也使连杆承受额外的弯矩(图4-1)。

  2.连杆的设计要求。

  根据连杆的工况和载荷，在设计连杆时，首先要保证连杆有足够的疲劳强度和结构刚度。如果强度不足，连杆螺栓、大头盖或轴会断裂，导致严重事故。同样，如果连杆组的刚度不足，也会对曲柄连杆机构的工作产生不良影响。比如连杆大端的变形使连杆螺栓承受额外的弯曲;大头孔的不圆影响连杆轴承的润滑(图4-2a);连杆在曲轴轴线平面内的弯曲，使活塞在气缸内歪斜，造成活塞与气缸之间以及连杆轴承与曲柄销之间的偏心磨损，从而造成活塞组与气缸之间漏气漏油(图4-2b)。

  经验表明，对于强化程度低的发动机，刚度比强度更重要。为了增加连杆的强度和刚度，不能简单地通过扩大结构尺寸来实现，因为惯性力随着连杆质量的增加而相应地增加，所以连杆设计的主要要求之一是尽可能轻地保证结构下足够的刚度和强度。因此，我们必须选择高强度材料，合理的结构形状和尺寸，并采取技术措施来提高强度。

  3.连杆设计过程。

  设计连杆时，首先需要指定安装哪种类型的连杆。由于速度和爆炸压力的不同，对柴油机连杆和汽油机连杆的刚度、强度和质量的要求也不同。柴油机连杆由于爆炸压力高，转速低，首先要考虑强度，所以结构尺寸过大，质量大，刚性好。在设计汽油机连杆，特别是高速汽油机连杆时，由于其转速高、惯性力大，连杆设计要求结构轻、重量轻、刚性好。

  遵循上述原则，首先确定连杆长度，这是一个与整机密切相关的参数，决定了连杆的基本配置。然后确定连杆小头孔的尺寸，与活塞销孔和活塞销的设计相联系，统一分析确定。连杆大端孔的尺寸与曲轴连杆轴颈的直径一起决定，也是决定曲轴基本结构的重要尺寸之一

  对于结构尺寸已确定的连杆，连杆的长度公差、大小孔的尺寸、形状和位置公差、连杆各部分的粗糙度等。应参照同类型连杆、国家标准和其他相关连杆标准进行合理标记。连杆的材料、硬度、热处理工艺和强化连杆的工艺措施应反映在连杆的产品图纸中。