主要零部件的設(shè)計和強(qiáng)度校核參考

1、曲軸的尺寸及強(qiáng)度校核一、曲軸的尺寸設(shè)計曲軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示:4主要零部件的設(shè)計和強(qiáng)度校核17 1iii*0:-V -11A 1J B-J iiii/ CL .= L7TJ二、曲軸的校核1、受力分析1）被校核曲軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示?？拷S承 B的一列布置U級氣缸，靠近軸承 C的一列布置I級氣缸。2）按照強(qiáng)度計算和剛度計算的需要，從動力計算提供的各列活塞力表、 切向力表和法向力表，找出曲軸的幾個特殊旋轉(zhuǎn)位置，1、 2、 3、，再找出與1、 2、 3、相應(yīng)的法向力Rx、Rx，切向力T、T和輸入扭矩M。在表1中，列出根據(jù)U級氣缸所在列確定的幾個曲軸特殊旋轉(zhuǎn)位置。3） 根據(jù)曲軸結(jié)構(gòu)尺寸圖和表1中的已

2、知數(shù)據(jù)，按1表5-2公式計算支反力，計算結(jié)果填入表1。4） 按照強(qiáng)度計算和剛度計算的需要，根據(jù)曲軸結(jié)構(gòu)尺寸圖和表1中的數(shù)據(jù)，按1表5-3公式，計算曲軸在各個特殊旋轉(zhuǎn)位置時有關(guān)截面上的彎矩、扭矩、軸力。計算結(jié)果列入表2。表1曲軸所受外力序號曲軸旋轉(zhuǎn)曲柄轉(zhuǎn)角n級列I級列M （公NbzNByNezNeyM 0位置特點(diǎn)（度）R = R2T = TRx = RX1T =T1斤厘（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）（公斤）米）1n列綜合活塞40225927592399266637884725973-865-8800力最大絕對值2輸入扭矩280228305119526103962

3、7891187-56-7460最大值3輸入扭矩最小值340615-2861927-896-8274-222103-109050704n列法向力最大值30253826253230278730668639843-1331-100505n列法向力最小值110-9221388572861-2093150表2 曲軸內(nèi)力序號軸旋轉(zhuǎn)位置特點(diǎn)曲柄轉(zhuǎn)角Qi（度）曲軸截面i-i繞y軸彎矩M iy（公斤厘米）繞z軸彎矩Miz（公斤厘米）繞x軸彎矩Mix（公斤厘米）軸力Qi靜強(qiáng)度計1n列綜合活塞最409-95197776631164一算用大絕對值8-8-940222341537415342輸

4、入扭矩最大值2809-97731043331318一8-82172199812683139疲勞強(qiáng)度計算用2輸入扭矩最大值2809-9313183輸入扭矩最小值3409-9一一-8995一4n列法向力最大值308-8-4676一一一5n列法向力最小值1108-8-5272一一一剛度計算用1n列綜合活塞最大絕對值403。- 3000一一9。- 9063295404一一6。- 60-3696-7061一一40 - 4000一一2強(qiáng)度計算1）靜強(qiáng)度計算以9-9截面和8-8-截面為例，按n式5-29、5-24、5-26、5-27、5-28進(jìn)行計算，計算結(jié)果列入表 3表3靜強(qiáng)度計算結(jié)果序號軸旋轉(zhuǎn)位置曲柄轉(zhuǎn)

5、角曲軸截面危險點(diǎn)安全系數(shù)許用安全是否特點(diǎn)Qii-in系數(shù)安全（度）n1n列綜合活塞最大絕對值409-915一一一安全8-8短軸端點(diǎn)一一一5安全長軸端點(diǎn)一一一5安全矩形角點(diǎn)一一一5安全2輸入扭矩最大值2809-9一一一安全8-8短軸端點(diǎn)一一一5安全長軸端點(diǎn)一一一5安全矩形角點(diǎn)一一一225安全2）疲勞強(qiáng)度計算以9-9截面和8-8截面所在過渡圓為例，過渡圓角半徑為5毫米，按n式5-35、5-54、5-51、5-33、圖5-49、5-50、5-51進(jìn)行計算，計算結(jié)果列入表4。表4疲勞強(qiáng)度計算結(jié)果序號軸旋轉(zhuǎn)位置特點(diǎn)曲柄轉(zhuǎn)角a（公斤/曲軸厘米2）i-ia（公斤/厘米2）a（公斤/厘米2）KK安全系數(shù)n許用

6、安全系數(shù)n是否安全2輸入扭矩最大值2809-9103安全3輸入扭矩最小值3404n列法向力最大值308-8145n列法向力最小值110連桿的尺寸設(shè)計及強(qiáng)度校核、連桿的尺寸設(shè)計根據(jù)計算得連桿各主要尺寸，畫出連桿結(jié)構(gòu)圖，如下所示:- 屈-L連桿主要尺寸的確定如表一所示表一連桿的主要尺寸序號名稱代號單位公式、參數(shù)的選擇和計算說明1最大活塞力PKgP=4032已知條件2曲柄半徑RCmS 14R 72 2已知行程，S=143連桿長度LCmL 旦 Z 350.2熱力計算已知 =4曲柄銷直徑DCmD=10查1表5-135大頭孔直徑DiCmDi =查1表5-136小頭襯套內(nèi)徑dCmd=查1表5-137小頭襯套

7、寬度bCmb=(1d=6查1表5-118小頭襯套厚度SCmS=d=9小頭孔直徑d1Cmd1 =查1表5-1310桿體中間直徑dmCmdm (1.65 2.45)VP 41 式 5-4511桿體中間面積Fm2 cmd2Fm12.5712近小頭處桿體直徑dCmd = dm =13近大頭處桿體直徑dCmd =dm =14連桿寬度BCmB=查1表5-1315大頭處截面A-A面積FaCmFa = Fm =16截面A-A的厚度SaCmcFaSa =B17大頭處截面B-B面積Fb2 cmFb = Fm =18截面B-B的厚度SbCm FbSb =B19小頭處截面C-C面積Fc2 cmFc = Fm =20截

8、面C-C的厚度ScCmc Fc Sc =B21連桿螺栓直徑doCmd0 =選M2422螺栓定位部分直徑d2Cmd 2 =d 0 +=23螺栓彈性部分直徑d3cmd3 =（）d1查 GB196-6324兩連桿螺栓間距離l 0Cm10=14查i表5-1325螺栓在大頭體內(nèi)長度liCm1i=D=626螺栓在大頭蓋內(nèi)長度l 2Cm12 =D=627連桿螺栓個數(shù)Z個2查1表5-13二、連桿的強(qiáng)度校核連桿材料選用45鍛鋼，連桿螺栓材料選用40Cr鋼，根據(jù)相關(guān)公式校核連桿強(qiáng)度，詳見表二：表二序號名稱代號單位公式、參數(shù)的選擇和計算說明1小頭襯套的比壓Pkg / cm2P4032“cP122 130150db

9、5.5 6查 1 式5-462桿體的慣性半徑icmi J圧1VFm V12.57查1附錄表183柔度LiL 28 28i14桿體拉應(yīng)力Pkg / cm2Pp 321Fm查 1 式5-485系數(shù)C4C= 1.52 10查表5-14連桿材料45鍛鋼6慣性矩Jx4 cmBH3 bh33.1 53 2 23Jx= 1812 12查1附錄表187連桿擺動平面縱彎應(yīng)力1CBkg / cm2cb PC27Jx查 1 式5-498桿體的長度LicmD1 d1L1L12 29慣性矩Jy4 cm333.HhBHhBbHBbJy=128查1附錄表1810垂直干連 桿擺動平 面縱彎應(yīng) 力HCBkg / cm2l2CB

10、 PS查 1 式5-5011在連桿擺動平面總應(yīng)力1kg / cm211pcb =3488001200查 1 式5-5112垂直干連桿擺動平面總應(yīng)力2kg / cm2h2pcb =8001200查 1 式5-5213大頭蓋截面A-A的抗彎截面模數(shù)W3 cmWA bSA 136查1附錄表1814截面A-A彎曲應(yīng)力Bkg / cm2pq Db26986008004Wa查 1 式5-5715大頭蓋截面B-B的抗彎截面模數(shù)W3 cmbs|WB B 11 6查1式附錄表1816截面B-B重心到連 桿螺栓軸 線距離bcm從圖中量得b=17截面B-B與連桿螺a度從圖中量得a = 40栓軸線的夾角18截面B-B

11、彎曲應(yīng)力Rkg / cm2Pbb4952Wb查 1 式5-5819截面B-B拉應(yīng)力Pkg / cm2Psin ap 73P2Fb查 1 式5-5920截面B-B剪應(yīng)力kg / cm2P cos a872Fb查 1 式5-6021截面B-B總應(yīng)力kg / cm2J( pb)24 2594600800查 1 式5-6122小頭處截面C-C的抗彎截面模數(shù)WC3 cmWc眩6查1附錄表1823小頭側(cè)壁中心間距l(xiāng)cm從圖中測得，或1 d, SD24截面C-C彎曲應(yīng)力Ckg / cm2P(l )C6166008008Wc查 1 式5-6425截面D-D彎曲應(yīng)力Bkg / cm2Pld 7788Wd小頭圓形

12、Wd Wc26截面D-D拉應(yīng)力Pkg / cm2Pp1602Fd小頭圓形FdFc27截面D-D總應(yīng)力kg / cm2pd 938338動載荷是最大應(yīng)力maxkg / cm24Qmax21692df39動載荷是最小應(yīng)力minkg / cm24Tmin21517d340應(yīng)力幅akg / cm2maxmina 241對稱循環(huán)1kg / cm21 = 3400查1附錄抗拉疲勞極限三42應(yīng)力集中系數(shù)kk = 4查 14-19表43尺寸系數(shù)=查 1圖4-12344應(yīng)力循環(huán)=查1附錄對稱系數(shù)三45應(yīng)力幅安n 1minna全系數(shù)()a=34000.11517,40.760.187.546最大應(yīng)力安全系數(shù)n2i

13、(-)minn()(min2 a)2 34000.10.76151740.760.11517287.5=5慣性力的平衡旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡在該設(shè)計中，由于連桿的大小相等，以及曲軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可得到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量相 等，旋轉(zhuǎn)慣性力為零，即1=0，那么可以不設(shè)置平衡重。往復(fù)慣性力的平衡如右運(yùn)動圖所示，按3式2-39計算一、二階往復(fù)慣性力。1、已知條件：(1)連桿質(zhì)量：kg(2)活塞質(zhì)量：I級為kgU級為kg(3)活塞桿質(zhì)量：I級為kgU級為kg(4)十子頭質(zhì)量：I級為kgU級為kg(5)曲軸半徑：r= m(6)徑長比：=(7)壓縮機(jī)的角速度：=rad s2、計算一、二階往復(fù)慣性合力按3式2-37計算往復(fù)運(yùn)動部分的總質(zhì)量為，mb = mp + m則,msimpi + mu = + + += kgms2 mp2+ mi