星型航空发动机连杆结构设计

该零件为径向发动机核心传动连杆，主要应用于星型活塞式航空发动机、小型固定式径向动力机组的动力传递环节，承担活塞往复运动向曲轴旋转运动转换的核心传力作用，是决定动力输出平顺性与整机可靠性的关键受力构件。设计阶段优先考虑交变载荷下的疲劳寿命，杆身采用工字形变截面结构，在保证纵向抗弯、抗扭刚度的前提下，尽可能削减非受力区域的材料冗余，适配径向发动机紧凑的周向布置空间，避免多缸连杆排布时出现运动干涉。大端采用带定位孔的法兰式结构，六个均布的螺栓孔可实现与曲柄销端盖的精准定位连接，法兰端面的加工精度直接影响大端轴瓦的装配同轴度，设计时预留了合理的形位公差基准，保证轴瓦装配后与曲柄销的配合间隙处于合理区间，减少高速运转时的偏磨风险。小端为整体式环形结构，用于装配活塞销，内孔表面设计有较高的粗糙度要求，可适配滚针轴承或铜套的压装需求，小端与杆身的过渡区域采用大圆弧平滑过渡，消除应力集中点，避免长期交变载荷下出现疲劳裂纹。安装边界方面，大端法兰的定位止口尺寸需与对应曲柄销的回转半径匹配，杆身长度严格对应活塞行程与曲柄偏心距的几何关系，保证活塞在上止点、下止点位置时的余隙高度符合燃烧室设计要求，运动过程中杆身外侧与曲轴箱内壁、相邻连杆的最小安全间隙控制在合理范围，杜绝高速运转时的碰擦风险。该连杆的受力特性与直列发动机连杆存在明显差异，由于径向发动机的连杆多采用主副连杆排布或并列排布形式，该零件作为副连杆使用时，大端铰接在主连杆的曲柄销凸台上，摆角范围随曲轴转角周期性变化，因此杆身的抗扭截面系数设计比同功率直列发动机连杆高15%左右，可承受附加的侧向弯矩。杆身表面的加强筋沿主受力方向布置，既提升了构件的固有频率，避免在发动机额定转速区间内发生共振，也为铸造或锻造毛坯的拔模工艺提供了便利，减少后续机加工的材料去除量。