2KW全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)年級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化10級(jí)題目：2KW全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：評(píng)閱教師：中文摘要活塞式制冷壓縮機(jī)是一種容積式壓縮機(jī)，把制冷劑從低壓提升為高壓，并使制冷劑不斷循環(huán)流動(dòng)，從而使系統(tǒng)不斷將內(nèi)部熱量排放到高于系統(tǒng)溫度的環(huán)境中。制冷壓縮機(jī)主要用在空調(diào)，電冰箱，制冰機(jī)等設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)用于空調(diào)中，將R22制冷劑進(jìn)行循·環(huán)壓縮。主要包括三部分，一部分是熱力計(jì)算，包括壓縮比，排氣溫度、功率和效率的確定;另一部分是動(dòng)力計(jì)算與分析，包括缸徑和行程的選擇，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力情況的分析計(jì)算，并求出活塞力和連桿力；第三部分主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程與設(shè)計(jì)內(nèi)容是按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的，符合工程需求。關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)；全封閉；熱力分析；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯外文摘要TitleDesignforRefrigerationCompressor(R22)Abstract:PisstonRefrigerationcompressorisakindofdisplacementcompressor,whichofthelow-pressurerefrigerantgas,andpressuretobecomeahighpressure.sothatcontinuousemissionofinternalheattotheenvironmentthanthesystemtemperature.PisstonRefrigerationcompressorusedinairconditioners,refrigerators,icemachinesandotherequipment.Thistimethecompressorwedesignedwillbeusedintheairconditioning,theR22refrigerantcompressioncycle.itcontainsthreeparts:thefirstisheatcalculationincludingCompressionratio、thetemperatureofthewastedgas,powerandefficiency;theotherismotivepowercalculatingandanalysis,includingtheTraveldimensionofthecylinderandthecalculationandanalysisofthestresssituationoftheconnectingrod，andpistonforceandtheconnectingrodforce;last,designandcheckingofthemainspareparts.Thewholedesignprocessanddesigncontentarebasedonthedesignstandard;tallywiththeengineeningrequirement.Keywords:compressor;fullyenclosed;temperatureanalysis;Structuraldesign;word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯目錄TOC\o"1-3"\h\z\u27335第1章緒論 1210651.1活塞式制冷壓縮機(jī)介紹 798911.2本制冷壓縮機(jī)的工作原理 723015第2章熱力計(jì)算 9318312.1技術(shù)參數(shù) 9145322.2壓縮機(jī)的熱力計(jì)算 9202102.2.1查取熱力參數(shù) 9179102.2.2壓縮機(jī)的壓縮比 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。83052.2.3壓縮機(jī)的排氣溫度 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。199302.2.4計(jì)算排氣系數(shù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。237512.2.5壓縮機(jī)單位理論制冷量和單位理論壓縮功 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。167572.2.6壓縮機(jī)理論容積排氣量 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。67152.2.7壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)功率 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。25352.3本章小結(jié) 1224986第3章壓縮機(jī)動(dòng)力計(jì)算 13266993.1確定壓縮機(jī)缸徑 13258683.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) 13198973.2.1活塞位移 146613.2.2活塞的速度 14133873.2.3活塞的加速度 1460153.2.4曲柄銷(xiāo)加速度 1551923.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力 15312503.3.1氣缸內(nèi)其體力 15319423.3.2機(jī)構(gòu)的慣性力 17163523.3.3作用在活塞上摩擦力 2078383.3.4作用在活塞上的總作用力 20115703.3.5活塞上的總作用力分解與傳遞 2222593第4章活塞組的設(shè)計(jì) 2433604.1活塞的設(shè)計(jì) 24238234.1.1活塞的要求及材料的選擇 24121764.1.2活塞的設(shè)計(jì) 2418714.2活塞銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 2540304.2.1活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)、材料 2538644.2.2活塞銷(xiāo)強(qiáng)度和剛度計(jì)算 25122984.3驗(yàn)算活塞銷(xiāo)座比壓力 26300534.4本章小結(jié) 2623857第5章連桿組的設(shè)計(jì) 27114965.1連桿的設(shè)計(jì) 27236455.1.1連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用 2757255.1.2連桿長(zhǎng)度的確定 27252685.1.3連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算 27215975.1.4連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。272065.1.5連桿大頭 28233125.2連桿螺栓的設(shè)計(jì)及校核 29224155.3本章小結(jié) 29558第6章曲軸的設(shè)計(jì) 30153366.1曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇 30215426.1.1曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求 3093696.1.2曲軸的結(jié)構(gòu)型式 30274986.1.3曲軸的材料 3190706.2曲軸的主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31305096.2.1曲柄銷(xiāo)的直徑和長(zhǎng)度 31258516.2.2主軸頸的直徑和長(zhǎng)度 3128496.2.3平衡重 3125456.2.4曲軸上的油孔和油槽 33148256.2.5曲軸的強(qiáng)度校核 33256546.3本章小結(jié) 3414432第7章機(jī)體和氣缸設(shè)計(jì) 35321567.1機(jī)體材料的選擇 35306997.2氣缸的設(shè)計(jì) 35226277.3機(jī)體的設(shè)計(jì) 3627406第8章閥組的設(shè)計(jì) 37221178.1閥板的設(shè)計(jì) 37327158.2缸蓋的設(shè)計(jì) 382638.3進(jìn)氣閥和排氣閥 3815358.3.1氣閥的要求 3867178.3.2進(jìn)氣閥和排氣閥的設(shè)計(jì)和校核 39318708.4墊片的設(shè)計(jì) 4180628.5本章小結(jié) 419511第9章其他部件的設(shè)計(jì) 4293129.1機(jī)殼的結(jié)構(gòu) 4285849.2壓縮機(jī)防振裝置 42305349.3壓縮機(jī)潤(rùn)滑和供油機(jī)構(gòu) 4354679.4壓縮機(jī)出廠技術(shù)要求 442137總結(jié) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1562致謝 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3420參考文獻(xiàn) 45第1章緒論1.1活塞式制冷壓縮機(jī)介紹在制冷壓縮機(jī)中，活塞式是問(wèn)世最早的一種機(jī)型，因而它得到廣泛的發(fā)展和深入的研究。目前活塞式壓縮機(jī)仍被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其產(chǎn)量仍居各種壓縮機(jī)之首?；钊綁嚎s機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，通過(guò)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā)的循環(huán)過(guò)程?；钊街评鋲嚎s機(jī)型式和種類(lèi)較多，可根據(jù)不同的方法分類(lèi)。根據(jù)其密封情況可分為全封閉、半封閉、開(kāi)啟式三種型式。根據(jù)壓縮機(jī)的制冷量殼分為大、中、小型。根據(jù)氣缸布置分為臥式、直立式和角度式三種類(lèi)型。按壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分類(lèi)，活塞式制冷壓縮機(jī)可分為滑管式、連桿式和斜盤(pán)式。1.2本制冷壓縮機(jī)的工作原理在本次壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中是采用曲軸連桿式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。氣缸與進(jìn)排氣消聲器，支承曲軸主軸頸的主軸承鑄為一體。曲軸的上部另設(shè)一個(gè)輔助軸承，稱(chēng)為上軸承。曲軸了由于采用雙支承，受力情況較單支承要好得多?；钊ㄟ^(guò)活塞銷(xiāo)、連桿與曲軸相連接。電動(dòng)機(jī)設(shè)置在殼內(nèi)的下部。電動(dòng)機(jī)的定子用螺栓與氣缸體緊固在一起，轉(zhuǎn)子與曲軸連成一體。整個(gè)機(jī)器用三根彈簧懸吊在殼體內(nèi)，因此具有良好的減振性。當(dāng)接通電源后，電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)曲軸連桿大頭轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿小頭與活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞從閥板向曲軸方向移動(dòng)時(shí)，制冷劑蒸氣從進(jìn)氣管通過(guò)消聲器，缸蓋中的吸氣腔，閥板，吸氣閥片進(jìn)入氣缸。當(dāng)活塞從曲軸側(cè)向閥板方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣閥片關(guān)閉，氣缸中制冷劑蒸氣被壓縮，達(dá)到某一壓力后，排氣閥片打開(kāi)，高壓蒸氣通過(guò)排氣閥片排出氣缸，通過(guò)排氣消聲器和排氣管排出壓縮機(jī)進(jìn)入冷凝器。壓縮機(jī)的殼體是由下殼和上蓋組成。用焊接的方法將二者焊接成一休。殼休上右進(jìn)氣管和排氣管，可分別與蒸發(fā)器和冷凝器連接。殼體上還焊有接線往，電源通過(guò)接線柱供給壓縮機(jī)動(dòng)力。為了使壓縮機(jī)正常啟動(dòng)和安全運(yùn)轉(zhuǎn)，接線柱上裝有啟動(dòng)繼電器和過(guò)熱保護(hù)器。當(dāng)壓縮機(jī)負(fù)載過(guò)大或溫度過(guò)高時(shí)，則電源自動(dòng)切斷，壓縮機(jī)停止工作。壓縮機(jī)殼體內(nèi)裝有一定量的潤(rùn)滑油。曲軸的下部鉆有偏心的吸油孔，末端裝有吸油管。吸油管浸入油面以下。曲軸上加工有油孔和油槽。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑油在離心力的作用下通過(guò)吸油管沿曲軸的偏心油孔和油槽上升。這樣就依次潤(rùn)滑了主軸頸、曲柄銷(xiāo)、連桿大頭、連桿小頭、活塞和氣缸。此外還有一部分潤(rùn)滑油向上噴灑到上蓋的內(nèi)壁上，然后作傘狀下落，順殼體內(nèi)壁下流，將壓縮機(jī)內(nèi)的熱盤(pán)通過(guò)殼體向空氣中散發(fā)，從而降低壓縮機(jī)的溫度。由于本次設(shè)計(jì)的小型全封閉壓縮機(jī)應(yīng)用在空調(diào)器上，對(duì)它的噪音要求很?chē)?yán)。此外，還要求它耗電低，可靠性高和壽命長(zhǎng)。熱力計(jì)算2.1技術(shù)參數(shù)1）標(biāo)準(zhǔn)工況：蒸發(fā)溫度7.2℃；冷凝溫度54.4℃；過(guò)冷溫度46.1℃；吸氣溫度35℃2）制冷工質(zhì)：R223）電源與電機(jī)類(lèi)型：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)，220(±10％)V，50Hz4）制冷量：2KW5）能效比:EER≥3.02.2壓縮機(jī)的熱力計(jì)算2.2.1查取熱力參數(shù)圖2.1R22的P-H圖由R22制冷劑的P-H圖（圖2.1）查的h1：Ps1=624.6Kpah1=407.54kj/kgV1=0.03817m3/kgS1=1.740h2:Ps2=624.6Kpah2=427.69kj/kgV2=0.043111m3/kgS2=1.809h3：Pd3=2135.6Kpah3=462.81kj/kgV3=0.01412m3/kgS3=1.809h4：Pd4=2135.6Kpah4=418.34kj/kgV4=0.01049m3/kgS4=1.681h6:Ps6=624.6Kpah6=258.29kj/kgS=1.207由此可知：蒸發(fā)溫度下工質(zhì)壓力Ps=624.6Kpa冷凝溫度下工質(zhì)的壓力Pd=2135.6Kpa進(jìn)口狀態(tài)下工質(zhì)的焓值h2=427.69kj/kg壓縮終了時(shí)工質(zhì)的焓值h3=462.81kj/kg冷凝溫度下工質(zhì)的焓值h6=258.29kj/kg壓縮機(jī)進(jìn)口處的比容V2=0.04311m3/kg2.2.1熱力計(jì)算1.單位質(zhì)量的制冷量q0=h2-h6=427.69-258.29=169.4kj/kg2.單位質(zhì)量的理論絕熱壓縮功wis=h3-h2=462.81-427.69=35.12kj/kg3.能效比EER=q0/wis=169.4/35.12=4.82>3符合要求4.容積系數(shù)λv取相對(duì)余隙容積C=0.01λv=1-C[（QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。）1/m-1]取m=1取排氣終了的相對(duì)壓力損失為QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.01所以ΔPd=0.01Pdλv=1-0.01[（）-1]=0.97555.壓力系數(shù)λpλp=取進(jìn)氣終了時(shí)相對(duì)壓力損失QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.03所以ΔPs=0.03Psλp==0.96896.泄露系數(shù)λt根據(jù)有關(guān)資料，取λt=0.987.溫度系數(shù)λt壓縮機(jī)為空氣自由冷卻取a=1.15，b=0.25吸氣過(guò)熱度θ=(Ts-T)℃=(35-7.2)℃=27.8ΟC其中Ts為:吸氣溫度，T為蒸發(fā)溫度。λt=QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。==0.87288.壓力比 9.輸氣系數(shù)λλ=λvλpλtλt=0.808410.理論制冷量Q0Q0=Q/λ=2KW/0.6947=2.4740KW11.理論容積輸氣量VhQ0=q0·mm=Q0/q0=2.474·103w/（50·161.04·103J/kg）=0.2916·10-3Vh=V2·m=0.04311·0.2916·10-3=0.01257·10-3m3=12.主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：取氣缸直徑D=30mmVh=QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。2·S/4S=（4Vh）/（πD2）=（4·12.57）/（3.14·32）=1.778cm=18mm實(shí)際輸氣體積Vh’=πD2S/4=12.5663cm313.實(shí)際質(zhì)量輸氣量Ga=（λVh’/V2）·50=0.8084·12.5663·10-6·50/0.04311=1.1786·10-2kg（3）指示功率壓力比ε=Pd/Ps=2135.6/624.6=3.4191工質(zhì)在氣缸內(nèi)與汽缸壁的熱交換幾乎為零，可以按絕熱過(guò)程計(jì)算指示功率Pi=1.309·10-2·λv·λp·i·n·Ps·S·D2·QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源?！[ε（1+δ0）]k-1/k-1}=1.309·10-2·0.9755·0.9689·3000·0.6246·106·QUOTE錯(cuò)誤！未找到引用源。1.6·{[3.4191·（1+0.04）]1.1-1/1.1-1}=507.09W14.指示效率ηi=Pis/Pi=413.9243/507.0897=0.816315.摩擦功率取平均摩擦壓力Pm’=0.3·105PaPm=1.309·D2·S·n·Pm·10-5KW=1.309·0.0004·0.04·3000·0.3=18.85w16.軸功率Pz=Pi+Pm=507.09+18.85=525.94W17.機(jī)械效率ηm=Pi/Pz=507.09/525.94=0.964218.軸效率ηz=ηm·ηi=0.9642·0.8163=0.787019.電效率取電動(dòng)機(jī)的效率ηm0=0.75電效率ηe=ηm0·ηz=0.75·0.7870=0.590320.電功率 Pe=1.25·Pis/ηe=1.25·413.9243/0.5903=876.51W21.電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)選擇（外形尺寸單位：mm·mm·mm）YL802-21100w3000r/min效率75%外形尺寸295·165·200（長(zhǎng)·寬·高）2.3本章小結(jié)本章首先主要對(duì)壓縮機(jī)的的熱力進(jìn)行了計(jì)算，求出了電動(dòng)機(jī)的所需功率，理論排氣量，為后邊的求氣缸直徑，行程以及進(jìn)一步的動(dòng)力計(jì)算和零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。第3章壓縮機(jī)動(dòng)力計(jì)算3.1確定壓縮機(jī)缸徑式中為理論容積排氣量；S為行程取s=18mm；n為轉(zhuǎn)速取n=3000r/min；i單缸取1；求的D=30mm3.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)圖3.1為曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。氣缸中心線通過(guò)曲軸中心O，OB為曲柄，AB為連桿，B為曲柄銷(xiāo)中心，A為連桿小頭孔中心或活塞銷(xiāo)中心。當(dāng)曲柄按等角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄OB上任意點(diǎn)都以O(shè)點(diǎn)為圓心做等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞A點(diǎn)沿氣缸中心線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿AB則做復(fù)合的平面運(yùn)動(dòng)，其大頭B點(diǎn)與曲柄一端相連，做等速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而連桿小頭與活塞相連，做往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊鐾鶑?fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度和加速度是變化的。它的速度和加速度的數(shù)值以及變化規(guī)律對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)以及發(fā)動(dòng)機(jī)整體工作有很大影響，因此，研究曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要任務(wù)就是研究活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖3.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖λ=R/Lλ應(yīng)在1/3.5-1/5范圍內(nèi)取1/4曲柄半徑r=s/2=9mm連桿的長(zhǎng)度L=r/λ=36mm曲柄的角速度為：式中：—曲軸轉(zhuǎn)數(shù)，；已知額定轉(zhuǎn)數(shù)=2940，則；3.2.1活塞位移假設(shè)在某一時(shí)刻，曲柄轉(zhuǎn)角為，并按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)當(dāng)=時(shí)，活塞銷(xiāo)中心A在最外面的位置，此位置稱(chēng)為外止點(diǎn)。當(dāng)=180時(shí)，A點(diǎn)在最里面的位置，此位置稱(chēng)為內(nèi)止點(diǎn)。x=3.2.2活塞的速度將活塞位移公式對(duì)時(shí)間t進(jìn)行微分，即可求得活塞速度當(dāng)或時(shí)，活塞速度為零，活塞在這兩點(diǎn)改變運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)時(shí)，，此時(shí)活塞得速度等于曲柄銷(xiāo)中心的圓周速度。3.2.3活塞的加速度將活塞速度對(duì)時(shí)間微分，可求得活塞加速度曲柄轉(zhuǎn)角活塞位移(mm)活塞速度m/s活塞加速度m/s*s曲柄轉(zhuǎn)角活塞位移(mm)活塞速度m/s活塞加速度m/s*s00.000.001065.2819017.90-0.36-639.07100.170.601039.4820017.59-0.72-637.62200.671.17964.0321017.08-1.09-631.52301.491.68844.5722016.36-1.44-615.84402.572.12689.8423015.45-1.78-584.79503.882.46510.8024014.35-2.10-532.64605.352.70319.5825013.09-2.38-454.69706.932.83128.2726011.67-2.61-348.19808.552.85-52.2227010.14-2.77-213.069010.142.77-213.062808.55-2.85-52.2210011.672.61-348.192906.93-2.83128.2711013.092.38-454.693005.35-2.70319.5812014.352.10-532.643103.88-2.46510.8013015.451.78-584.793202.57-2.12689.8414016.361.44-615.843301.49-1.68844.5715017.081.09-631.523400.67-1.17964.0316017.590.72-637.623500.17-0.601039.4817017.900.36-639.073600.000.001065.2818018.000.00-639.17表3.1活塞的位移、速度和加速度3.2.4曲柄銷(xiāo)加速度3.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力作用于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的力分為：缸內(nèi)氣體力、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力、摩擦阻力。3.3.1氣缸內(nèi)其體力膨脹過(guò)程進(jìn)氣過(guò)程壓縮過(guò)程排氣過(guò)程曲柄轉(zhuǎn)角ɑ膨脹過(guò)程p(Mp)吸氣過(guò)程p(mp)壓縮過(guò)程p(mp)排氣過(guò)程p(mp)氣體力p*a(N)02.16-739.28101.15-414.38200.76-60.98300.54934.36400.54934.36500.54934.36600.54934.36700.54934.36800.54934.36900.54934.361000.54934.361100.54934.361200.54934.361300.54934.361400.54934.361500.54934.361600.54934.361700.54934.361800.54934.361900.6012.232000.616.722100.63-2.912200.66-17.402300.71-37.962400.77-66.432500.86-105.692600.98-160.202701.15-237.202801.40-348.852901.75-509.763002.16-739.283102.16-739.283202.16-739.283302.16-739.283402.16-739.283502.16-739.283602.26-739.28表3.2其體力3.3.2機(jī)構(gòu)的慣性力慣性力是由于運(yùn)動(dòng)不均勻而產(chǎn)生的，為了確定機(jī)構(gòu)的慣性力，必須先知道其加速度和質(zhì)量的分布。加速度從運(yùn)動(dòng)學(xué)中已經(jīng)知道，現(xiàn)在需要知道質(zhì)量分布。實(shí)際機(jī)構(gòu)質(zhì)量分布很復(fù)雜，必須加以簡(jiǎn)化。為此進(jìn)行質(zhì)量換算。1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量換算質(zhì)量換算的原則是保持系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)等效性。質(zhì)量換算的目的是計(jì)算零件的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，以便進(jìn)一步計(jì)算它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的慣性力。（1）連桿質(zhì)量的換算連桿是做復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)的零件。為了方便計(jì)算，將整個(gè)連桿（包括有關(guān)附屬零件）的質(zhì)量用兩個(gè)換算質(zhì)量和來(lái)代換，并假設(shè)是集中作用在連桿小頭中心處，并只做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量；是集中作用在連桿大頭中心處，并只沿著圓周做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，如圖2.2所示：圖2.2連桿質(zhì)量的換算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化到小頭的質(zhì)量ml=（0.3-0.4）mm2=(0.6-0.7)m在本連桿中m粗略估算為0.03kgm1=0.009kgm2=0.059kg（2）往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量活塞（包括活塞上的零件）是沿氣缸中心做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的。它們的質(zhì)量可以看作是集中在活塞銷(xiāo)中心上，并以表示。其中為0.05kg。質(zhì)量與換算到連桿小頭中心的質(zhì)量之和，稱(chēng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，即=0.009+0.05=0.059kg。（3）不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量曲拐的不平衡質(zhì)量及其代換質(zhì)量如圖2.3所示：圖2.3曲拐的不平衡質(zhì)量及其代換質(zhì)量曲拐在繞軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄銷(xiāo)和一部分曲柄臂的質(zhì)量將產(chǎn)生不平衡離心慣性力，稱(chēng)為曲拐的不平衡質(zhì)量。為了便于計(jì)算，所有這些質(zhì)量都按離心力相等的條件，換算到回轉(zhuǎn)半徑為的連桿軸頸中心處，以表示,其中mk估算為0.02kg。質(zhì)量與換算到大頭中心的連桿質(zhì)量之和稱(chēng)為不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量，即=0.041kg由上述換算方法計(jì)算得：往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量=0.059，不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量=0.041。2、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力把曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量簡(jiǎn)化為二質(zhì)量和后，這些質(zhì)量的慣性力可以從運(yùn)動(dòng)條件求出，歸結(jié)為兩個(gè)力。往復(fù)質(zhì)量的往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)慣性力。（1）往復(fù)慣性力式中：—往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，；—連桿比；—曲柄半徑，；—曲柄旋轉(zhuǎn)角速度，；—曲軸轉(zhuǎn)角。是沿氣缸中心線方向作用的，公式前的負(fù)號(hào)表示方向與活塞加速度的方向相反。表3.3往復(fù)慣性力曲柄轉(zhuǎn)角ɑ（℃）慣性力（N）曲柄轉(zhuǎn)角ɑ（℃）慣性力（N）曲柄轉(zhuǎn)角ɑ（℃）慣性力（N）062.85130-34.50250-26.831061.33140-36.33260-20.542056.88150-37.26270-12.573049.83160-37.62280-3.084040.70170-37.702907.575030.14180-37.7130018.866018.86190-37.7031030.14707.57200-37.6232040.7080-3.08210-37.2633049.8390-12.57220-36.3334056.88100-20.54230-34.5035061.33110-26.83240-31.4336062.85120-31.43（2）旋轉(zhuǎn)慣性力3.3.3作用在活塞上摩擦力=2.83N3.3.4作用在活塞上的總作用力由前述可知，在活塞銷(xiāo)中心處，同時(shí)作用著氣體作用力，活塞摩擦力和往復(fù)慣性力，由于作用力的方向都沿著中心線，故只需代數(shù)相加，即可求得合力表3.4活塞力曲柄轉(zhuǎn)角ɑ℃）慣性力（N）摩擦力（N）氣體力(N)活塞力（N）062.852.83-739.28-628.811061.332.83-414.38-305.432056.882.83-60.9843.513049.832.8334.36131.814040.702.8334.36122.685030.142.8334.36112.126018.862.8334.36100.84707.572.8334.3689.5580-3.082.8334.3678.9090-12.572.8334.3669.41100-20.542.8334.3661.44110-26.832.8334.3655.16120-31.432.8334.3650.56130-34.502.8334.3647.48140-36.332.8334.3645.65150-37.262.8334.3644.72160-37.622.8334.3644.36170-37.702.8334.3644.28180-37.712.8334.3644.27190-37.70-2.8312.23-73.10200-37.62-2.836.72-78.52210-37.26-2.83-2.91-87.78220-36.33-2.83-17.40-101.35230-34.50-2.83-37.96-120.08240-31.43-2.83-66.43-145.48250-26.83-2.83-105.69-180.13260-20.54-2.83-160.20-228.36270-12.57-2.83-237.20-297.39280-3.08-2.83-348.85-399.552907.57-2.83-509.76-549.8230018.86-2.83-739.28-768.0531030.14-2.83-739.28-756.7632040.70-2.83-739.28-746.2033049.83-2.83-739.28-737.0734056.88-2.83-739.28-730.0235061.33-2.83-739.28-725.5736062.85-2.83-739.28-724.053.3.5活塞上的總作用力分解與傳遞如圖2.4所示，首先，將分解成兩個(gè)分力：沿連桿軸線作用的力，和把活塞壓向氣缸壁的側(cè)向力，圖3.4作用在機(jī)構(gòu)上的力其中沿連桿的作用力為：而側(cè)向力為：切向力為法向力連桿作用力的方向規(guī)定如下：使連桿受壓時(shí)為正號(hào)，使連桿受拉時(shí)為負(fù)號(hào)。表3.5其他力大小曲柄轉(zhuǎn)角連桿力切向力法向力曲柄轉(zhuǎn)角連桿力切向力法向力0-628.810.00-628.81190-73.179.5772.5410-305.72-66.11-298.49200-78.8120.5276.092043.6718.3939.61210-88.4834.3181.5530132.8680.29105.85220-102.6952.5188.2540124.3094.1681.14230-122.3476.9395.1350114.2499.9555.31240-149.01109.86100.6860103.2998.5131.05250-185.32154.38102.527092.1391.5510.29260-235.61214.8296.788081.4181.18-6.04270-307.14297.3976.799071.6969.41-17.92280-412.24411.1030.5710063.3957.80-26.04290-565.65562.11-63.1811056.7547.27-31.39300-786.71750.31-236.5212051.7938.18-34.99310-771.04674.63-373.3213048.3830.42-37.62320-756.03572.72-493.5314046.2523.65-39.75330-742.90448.96-591.8915045.0817.48-41.55340-732.71308.55-664.5716044.5311.60-42.99350-726.26157.04-709.0717044.325.79-43.94360-724.050.00-724.0518044.270.00-44.273.4本章小結(jié)本章首先分析了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，并求出了氣缸的直徑行程，以及連桿的長(zhǎng)度，曲軸的偏心距等，重點(diǎn)分析了活塞的運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上分析了每個(gè)工作過(guò)程的氣體壓力變化情況，進(jìn)一步推導(dǎo)出各過(guò)程氣體力的理論計(jì)算公式，進(jìn)行了機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的換算，并根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出了各過(guò)程的氣體力，為后面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論數(shù)據(jù)的依據(jù)。第4章活塞組的設(shè)計(jì)4.1活塞的設(shè)計(jì)活塞組包括活塞、活塞銷(xiāo)，它們?cè)谥评鋲嚎s機(jī)種是工作條件最嚴(yán)酷的組件。壓縮機(jī)的工作可靠性與使用耐久性，在很大程度上與活塞組的工作情況有關(guān)。4.1.1活塞的要求及材料的選擇根據(jù)上述對(duì)活塞設(shè)計(jì)的要求，活塞材料應(yīng)滿足如下要求：(1)質(zhì)量小。往復(fù)慣性力與往復(fù)質(zhì)量有關(guān)。故要求活塞的質(zhì)量要小，對(duì)于高轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī)，尤其重要；(2)導(dǎo)熱系數(shù)高?；钊跉飧字袎嚎s氣體時(shí)，高溫的氣體將熱量傳導(dǎo)給活塞，因此要求活塞的導(dǎo)熱系數(shù)高，盡快地將熱量傳給氣缸體，通過(guò)氣缸體向外放熱。這樣可以降低活塞的溫度，提高輸氣系數(shù)；(3)強(qiáng)度高。在規(guī)定的壓力比下，具有足夠的強(qiáng)度；(4)耐磨性好；（5)熱膨脹性小。活塞的熱膨脹系數(shù)愈小愈好，這樣，在高溫蒸氣的傳導(dǎo)下，活塞才可保證最佳的氣缸間隙；（6）工藝性良好，價(jià)格低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使同一系列壓縮機(jī)的活塞大部分尺寸相同，如相同的直徑，相同的活塞銷(xiāo)孔等。這樣，加工非常方便。從材料上講，鑄鐵價(jià)格低，熱膨脹系數(shù)小，有良好的耐磨性。綜合前面的要求，選擇常用的HT200。4.1.2活塞的設(shè)計(jì)全封閉制冷壓縮機(jī)的活塞由于不裝活塞環(huán)所以沒(méi)有環(huán)部。其尺寸小，剛度大，熱膨脹小，故不對(duì)其群部進(jìn)行特殊處理。圖4.1活塞示意圖參照已有經(jīng)驗(yàn)活塞的長(zhǎng)度L與直徑D之比L/D一般為0.6-l.3?；钊N(xiāo)孔中心線距活塞項(xiàng)部的距離與直徑之比L1/D為0.35-1?；钊N(xiāo)孔直徑d與活塞外徑D之比d/D=0.27一0.45。求的L=38mmL1=25mmd=12mm活塞頂部厚度=2.8mm取t=6mm薄壁取7mm4.2活塞銷(xiāo)的設(shè)計(jì)4.2.1活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)、材料1、活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)和尺寸活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)為一圓柱體，中空形式，可減少往復(fù)慣性質(zhì)量，有效利用材料?；钊N(xiāo)與活塞銷(xiāo)座和連桿小頭孔的連接配合?；钊N(xiāo)的外直徑，活塞銷(xiāo)的內(nèi)直徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取，活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度，取2、活塞銷(xiāo)的材料由于氣體力和往復(fù)慣性力作用在活塞銷(xiāo)上，加上活塞直徑一般很小，故活塞銷(xiāo)承受很大的交變彎曲應(yīng)力和沖擊力?；钊N(xiāo)在交變彎曲應(yīng)力的作用下，油膜不易形成，因而潤(rùn)滑條件差，易磨損。為此，應(yīng)盡量使用表面硬度高，具有韌性的材料。通常使用表面滲碳的低碳鋼或表面滲碳的低合金鋼。在本設(shè)計(jì)中選用20Cr鋼，表面滲碳層在0.5-lmm,硬度為HRC55-62，屈服強(qiáng)度R≥540Mpa。4.2.2活塞銷(xiāo)強(qiáng)度和剛度計(jì)算由運(yùn)動(dòng)學(xué)知，活塞銷(xiāo)表面受到活塞力的共同作用，總的作用力，活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度L=28mm，連桿小頭高度，取9mm，間隙為，所以活塞銷(xiāo)跨度Lp=10mm。1、最大彎曲應(yīng)力計(jì)算活塞銷(xiāo)中央截面最危險(xiǎn)其彎矩為空心銷(xiāo)的抗彎斷面系數(shù)為，其中所以彎曲應(yīng)力為即2、最大剪切應(yīng)力計(jì)算最大剪切應(yīng)力出現(xiàn)在銷(xiāo)座和連桿小頭之間的截面上。橫斷截面的最大剪切應(yīng)力發(fā)生在中心層上，其值按下式計(jì)算：已知許用彎曲應(yīng)力；許用剪切應(yīng)力，那么校核合格。4.3驗(yàn)算活塞銷(xiāo)座比壓力銷(xiāo)座比壓力為：鑄鐵一般為4.4本章小結(jié)在活塞的設(shè)計(jì)過(guò)程中，分別確定了活塞、活塞銷(xiāo)、活塞銷(xiāo)座主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了其工作條件，總結(jié)了設(shè)計(jì)要求，選擇合適的材料，并分別進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度和剛度校核，使其符合實(shí)際要求。第5章連桿組的設(shè)計(jì)5.1連桿的設(shè)計(jì)5.1.1連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用1、工作情況連桿小頭與活塞銷(xiāo)相連接，與活塞一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿大頭與曲柄銷(xiāo)相連和曲軸一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，連桿體除有上下運(yùn)動(dòng)外，還左右擺動(dòng)，做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。2、設(shè)計(jì)要求連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先保證連桿具有在足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)鋼度。如果強(qiáng)度不足，就會(huì)發(fā)生連桿螺栓、大頭蓋或桿身的斷裂，造成嚴(yán)重事故，同樣，如果連桿組剛度不足，也會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的工作帶來(lái)不好的影響。所以設(shè)計(jì)連桿的一個(gè)主要要求是在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)下保證足夠的剛度和強(qiáng)度。為此，必須選用高強(qiáng)度的材料；合理的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。3、材料的選擇連桿的材料在小型全封閉壓縮機(jī)中，廣泛采用鑄鐵、鋁合金和粉末冶金材料。鋁合金連桿加工簡(jiǎn)單，且質(zhì)量較鑄鐵連桿小，因此目前許多壓縮機(jī)都采用鋁合金材料制造連桿。本課程設(shè)計(jì)中也選用鋁合金材料。5.1.2連桿長(zhǎng)度的確定設(shè)計(jì)連桿時(shí)首先要確定連桿大小頭孔間的距離，即連桿長(zhǎng)度它通常是用連桿比來(lái)說(shuō)明的，，，則。5.1.3連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算1、連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿小頭內(nèi)徑和小頭寬度已在活塞組設(shè)計(jì)中確定，，。小頭外徑，取D1=18mm。2、連桿小頭的強(qiáng)度校核在小功率的封閉式壓縮機(jī)中，常常用下式計(jì)算連桿小頭的強(qiáng)度。式中為最大慣性力；b為小頭寬度，單位m；h為連桿小頭壁厚，單位m故[σ]≤15Mpa，校核合格。連桿的桿身必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，為此，多數(shù)連桿的桿身的橫截面為矩形或工字形。曲柄銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿大頭做擺動(dòng)，由于離心力的作用，對(duì)桿身產(chǎn)生彎矩，因此從小頭到大頭的截面逐漸加大。為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，在桿身到小頭和大頭的過(guò)渡處用足夠大的圓角半徑。圖5.1連桿零件圖5.1.5連桿大頭連桿大頭的結(jié)構(gòu)與尺寸基本上決定于曲柄銷(xiāo)直徑、寬度、連桿螺栓直徑。其中在、在曲軸設(shè)計(jì)中確定，，，大頭寬度，大頭孔直徑。連桿大頭與連桿蓋的分開(kāi)面采用平切口，大頭凸臺(tái)高度取，為了提高連桿大頭結(jié)構(gòu)剛度和緊湊性，連桿螺栓孔間距離，一般螺栓孔外側(cè)壁厚取2毫米，螺栓頭支承面到桿身或大頭蓋的過(guò)渡采用盡可能大的圓角。5.2連桿螺栓的設(shè)計(jì)及校核對(duì)于刨分式連桿，連桿螺栓的作用是很重要的。壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它受到很大的交變載荷。對(duì)于小型全封閉壓縮機(jī)，由于連桿的尺寸受到限制，因而連桿螺栓的尺寸更小。為了防止應(yīng)力集中而使材料疲勞斷裂，一般是降低螺栓的剛度，提高連桿大頭的剛度，緩沖應(yīng)力集中，從而提高疲勞強(qiáng)度。為了降低螺栓的剛度，一般是縮小螺栓桿身的直徑，使桿身直徑小一于螺紋根徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。桿身至頭部的過(guò)渡圓角應(yīng)盡可能大一些，螺紋采用細(xì)牙，螺紋底部不允許有尖角。連桿螺栓螺紋外徑連桿螺栓螺紋長(zhǎng)度連桿螺栓的材料選40Cr。裝配時(shí)要嚴(yán)格按規(guī)定的力矩緊固螺栓。防止預(yù)緊力不足，或預(yù)緊力過(guò)大而使連桿螺栓斷裂。其中F為0.5倍的最大活塞力；為螺栓的外徑[σ]=200~250Mpa故符合強(qiáng)度要求。5.3本章小結(jié)本章在設(shè)計(jì)連桿的過(guò)程中，首先分析了連桿的工作情況，設(shè)計(jì)要求，并選擇了適當(dāng)?shù)牟牧希缓蠓謩e確定了連桿小頭、連桿桿身、連桿大頭的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，并進(jìn)行了強(qiáng)度了剛度的校核，使其滿足實(shí)際加工的要求，最后設(shè)計(jì)連桿螺栓，并行檢驗(yàn)校核。第6章曲軸的設(shè)計(jì)6.1曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇6.1.1曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力以及它們的力矩作用下工作的，使曲軸既扭轉(zhuǎn)又彎曲，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。由于曲軸彎曲與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而產(chǎn)生附加應(yīng)力，再加上曲軸形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)變化急劇，產(chǎn)生的嚴(yán)重的應(yīng)力集中。特別在曲柄至軸頸的圓角過(guò)渡區(qū)、潤(rùn)滑油孔附近以及加工粗糙的部位應(yīng)力集中現(xiàn)象尤為突出。所以在設(shè)計(jì)曲軸時(shí)，要使它具有足夠的疲勞強(qiáng)度，盡量減小應(yīng)力集中現(xiàn)象，克服薄弱環(huán)節(jié)，保證曲軸可靠工作。如果曲軸彎曲剛度不足，就會(huì)大大惡化活塞、連桿的工作條件，影響它們的工作可靠性和耐磨性，曲軸扭轉(zhuǎn)剛度不足則可能在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，所以設(shè)計(jì)曲軸時(shí)，應(yīng)保證它有盡可能高的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。此外，曲軸主軸頸與曲柄銷(xiāo)時(shí)再高比壓下進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)的，因而還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨損。所以設(shè)計(jì)曲軸時(shí)，要使其各摩擦表面耐磨，各軸頸應(yīng)具有足夠的承壓面積同時(shí)給予盡可能好的工作條件。6.1.2曲軸的結(jié)構(gòu)型式曲軸的設(shè)計(jì)從總體結(jié)構(gòu)上選擇整體式，它具有工作可靠、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，而且剛度和強(qiáng)度較高，加工表面也比較少。圖6.1曲軸的結(jié)構(gòu)型式6.1.3曲軸的材料在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝正確合理的條件下，主要是材料強(qiáng)度決定著曲軸的體積、重量和壽命，作為曲軸的材料，除了應(yīng)具有優(yōu)良的機(jī)械性能以外，還要求高度的耐磨性、耐疲勞性和沖擊韌性。同時(shí)也要使曲軸的加工容易和造價(jià)低廉。在保證曲軸有足夠強(qiáng)度的前提下，盡可能采用一般材料。所以在本設(shè)計(jì)中選用常用的45號(hào)鋼。6.2曲軸的主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1曲柄銷(xiāo)的直徑和長(zhǎng)度在考慮曲軸軸頸的粗細(xì)時(shí)，首先是確定曲柄銷(xiāo)的直徑。=（46-50）=12mm-13.6mm取為14mm。曲柄銷(xiāo)的長(zhǎng)度由連桿大頭決定。連桿大頭為14mm，連桿與曲柄的間隙為1.5mm，故曲柄銷(xiāo)=17mm。6.2.2主軸頸的直徑和長(zhǎng)度為了最大限度地增加曲軸的剛度，適當(dāng)?shù)丶哟种鬏S頸，這樣可以增加曲軸軸頸的重疊度，從而提高曲軸剛度，其次，加粗主軸頸后可以相對(duì)縮短其長(zhǎng)度，從而給加厚曲柄提高其強(qiáng)度提供可能。從曲軸各部分尺寸協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)，取，取=18mm。6.2.3平衡重對(duì)曲軸來(lái)說(shuō)，需要平衡重來(lái)平衡慣性力，設(shè)計(jì)平衡重時(shí)，應(yīng)盡可能使平衡重的重心遠(yuǎn)離曲軸旋轉(zhuǎn)中心，即用較輕的重量達(dá)到較好的效果，以便盡可能減輕曲軸重量。平衡重的徑向尺寸和厚度以不碰活塞和連桿大頭能通過(guò)為限度。將平衡重與曲軸鑄成一體，時(shí)加工較簡(jiǎn)單，并且工作可靠。圖6.2旋轉(zhuǎn)慣性力平衡視圖圖6.3往復(fù)慣性力平衡視圖故m=0.044kg圖6.4平衡塊6.2.4曲軸上的油孔和油槽曲軸的一端裝有吸油裝置，壓縮機(jī)工作時(shí)，潤(rùn)滑油通過(guò)吸油泵進(jìn)入曲觸的油道，然后由各油孔油槽泄出，將各個(gè)拿擦表面潤(rùn)滑。為保證良好的潤(rùn)滑效果，油孔的出口應(yīng)設(shè)在軸頸受力最小的部位。它的位置與曲抽的轉(zhuǎn)向、氣體力和慣性力有關(guān)，應(yīng)通過(guò)繪制軸頸磨損圖來(lái)確定其位置。油孔的直徑一般為軸徑的7~12%，孔口的邊緣應(yīng)倒較大的圓角并拋光，這樣可以緩沖孔口處的應(yīng)力集中。故取油孔為2.2mm6.2.5曲軸的強(qiáng)度校核圖6.5曲軸零件圖曲軸可以簡(jiǎn)化為下圖，其中Fp=Fr=740.095N其中L=47mmL1=6mm曲柄銷(xiāo)=8695曲柄=4070主軸頸=1110式中為、、中最大的一個(gè)所以=5785.25圖6.6曲軸簡(jiǎn)化圖曲柄銷(xiāo)=11.1Mpa對(duì)于鍛造曲軸=80~100Mpa主軸頸其中式中T為主軸頸的扭矩其中=6.8Mpa查取故曲柄銷(xiāo)和主軸頸都符合強(qiáng)度要求6.3本章小結(jié)本章首先分析了曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求，在合理選擇材料的基礎(chǔ)上，對(duì)曲軸的各個(gè)部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行有關(guān)的尺寸校核，使其符合實(shí)際加工的要求，還對(duì)曲軸的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如油孔的位置以及曲軸的軸向定位等問(wèn)題，給予了合理的解釋?zhuān)詈髮?duì)曲軸進(jìn)行了強(qiáng)度校核。第7章機(jī)體和氣缸設(shè)計(jì)全封閉壓縮機(jī)的機(jī)體是非常重要的零件，也是加工最復(fù)雜的零件。幾乎所有的零件都安裝在機(jī)體的上而。機(jī)體支承著曲軸，連桿機(jī)構(gòu)，支承著電動(dòng)機(jī)，并使這些零件互相保特著合適的位置與間隙。本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)的機(jī)體選擇氣缸、進(jìn)排氣消聲器鑄成一體。并為了減輕質(zhì)量，只鑄有排氣消聲腔，將迸氣消聲腔移到氣缸蓋上并安裝塑料消聲器。壓縮機(jī)的機(jī)體與主軸承鑄造一體。7.1機(jī)體材料的選擇機(jī)體常用的材料是優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵。一般牌號(hào)為HT200~HT400.正由于鑄鐵具有價(jià)廉、易鑄造和易切削，且有良好的吸振性，因此獲得廣泛的應(yīng)用。故在本設(shè)計(jì)中選擇HT200.7.2氣缸的設(shè)計(jì)氣缸長(zhǎng)度與活塞長(zhǎng)度、行程有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣缸端面不應(yīng)碰觸連桿，且活塞到內(nèi)止點(diǎn)時(shí)，活塞露出氣缸長(zhǎng)度應(yīng)為活塞全長(zhǎng)的1/5一1/6。若此值過(guò)大，則由此處潤(rùn)滑油泄露量增大。氣缸長(zhǎng)度L=S+1/5Lh=18+22*0.18=40mm氣缸端口加工30度的斜面，以便于裝配式插入活塞。圖7.1氣缸7.3機(jī)體的設(shè)計(jì)機(jī)體上裝有活塞，曲軸，和上固定板等零件，要求其有足夠的位置要求，來(lái)保證其工作的準(zhǔn)確性。下邊是機(jī)體的設(shè)計(jì)零件圖。圖7.2機(jī)座零件圖第8章閥組的設(shè)計(jì)閥組包括吸氣閥片，排氣閥片，閥板，排氣閥片限位器，墊片，氣缸蓋等部件。氣閥工作是否正常，直接關(guān)系到壓縮機(jī)的性能，因此，必須對(duì)氣閥提出如下要求圖8.1閥組圖8.1閥板的設(shè)計(jì)閥板的厚度一般是3~4mm，取閥板厚度為4mm。材料常采用鑄鐵和剛，本設(shè)計(jì)中用45號(hào)鋼。在閥板上要有安裝排氣閥片和行程限位器的卡槽，以保證排氣的進(jìn)行。圖8.2閥板零件圖8.2缸蓋的設(shè)計(jì)缸蓋有吸氣腔，排氣腔。吸氣腔和排氣腔之間用壁互相隔開(kāi)。吸氣腔的容積較排氣腔容識(shí)小，這主要是結(jié)構(gòu)的原因，并且吸氣腔菇和排氣腔的容積設(shè)計(jì)適當(dāng)，否則氣體吸入和排出時(shí)將產(chǎn)生劇烈的氣流脈動(dòng)，引起輸氣系數(shù)下降。缸蓋通常用鑄鐵制成，牌一號(hào)為HT200-HT400。本缸蓋采用HT200的材料。適當(dāng)?shù)牟捎美甙逶黾痈咨w的強(qiáng)度，缸蓋采用3mm的厚度制成，并有壓行程限位器的裝置。下圖為缸蓋的設(shè)計(jì)圖。圖8.3缸蓋設(shè)計(jì)圖8.3進(jìn)氣閥和排氣閥8.3.1氣閥的要求1.氣閥的使用壽命要長(zhǎng)。氣閥的使用壽命不但與閥片的材料、工藝過(guò)程有關(guān)，而且與升程、轉(zhuǎn)速等有關(guān)。在全封閉壓縮機(jī)中，閥片的壽命應(yīng)與壓縮機(jī)壽命相同。2.氣閥形成的余隙容積要小。3.氣體流經(jīng)氣閥時(shí)的阻力要小。4.氣閥及時(shí)開(kāi)閉，并且應(yīng)有良好的密封性，關(guān)閉后不允許泄漏。5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，通用化程度高。8.3.2進(jìn)氣閥和排氣閥的設(shè)計(jì)和校核進(jìn)氣閥采用閥片鋼，選擇厚度為0.305mm。圖8.4進(jìn)氣閥片零件圖下面對(duì)進(jìn)氣閥校核1.求式中，為表示閥片僅在彈簧力作用下由完全開(kāi)啟位置運(yùn)動(dòng)到全閉位置所需之時(shí)間。n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為閥片端部到支撐的距離，為21mm為閥片材料密度7800㎏/A為閥片的面積A=0.0210.006㎡E為閥片的彈性模量Pa2.求為用以說(shuō)明閥片開(kāi)始關(guān)閉時(shí)的位置參