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类型机械毕业设计(论文)-80系列V型风冷活塞式缩机机设计(V80).doc

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    1、I无锡太湖学院毕 业 设 计 ( 论 文 )题目: 80 系列 V 型风冷活塞式 缩机机设计(V80) 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业学 号: 学生姓名: 指导教师: (职称:高级工程师)(职称: )2013 年 5 月 25 日II无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文) 80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80 ) 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班 级: 机械 94 学 号:

    2、 0923192 作者姓名: 2013 年 5 月 25 日III无 锡 太 湖 学 院信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题:1、题目 80 系列微型风冷活塞压缩机设计(V80) 2、专题 二、课题来源及选题依据改革开放后,压缩机行业得到了快速发展, 现已形成了人才培养、科学研究、产品开发设计和制造较为完善的体系。除少数超高压和特殊气体压缩机外,现有产品品种和数量基本能 满足国民经济各部门的需要。压缩机产品在石油化工、冶金、 矿山、 电力、纺织、轻工、医药、电子、建筑、机械制造、交通运输及国防 军工等各经济部门中得到了广泛应用。 三

    3、、本设计(论文或其他)应达到的要求: 熟悉压缩机的发展历程,特别是往复式空气压缩机技术; 完成 80V 风冷压缩机的热力计算和动力计算; 熟练掌握压缩机的零件结构和设计原理; 掌握 压缩机的原理、性质以及它的工作流程; 能 够熟练 AUTOCAD。针对压缩机的具体组装零件,能使用 CAD清晰的表达出压缩机的结构设计和零件尺寸; IV四 、 接 受 任 务 学 生 :机械 94 班 姓名 五、开始及完成日期:自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师 签名签名签名教 研 室 主 任学科组组长研究所所长 签名系主任 签名2012

    4、 年 11 月 12 日V摘 要活塞式压缩机是一种容积式压缩机,是一种将空气压缩从而提高气体压力或输送气体的机器。有着十分广泛的用途,在国民经济中占有非常大的作用,特别在石油、化工等工业中已成为不可缺少的设备。压缩机的状态需要通过性能测试后的参数来进行衡量,所以性能的选择测试在压缩机的设计研发过程中有举足轻重的地位。此次设计主要根据任务书提供的压缩机参数进行热力计算、动力计算和零件图配置。热力计算、动力计算是压缩机设计计算中基本,又是最重要的一项工作,根据任务书提供的参数要求,经过计算得到压缩机的相关参数,如容积效率、气缸直径、功率等,经过动力计算得到活塞式压缩机的受力情况。活塞式压缩机热力计

    5、算、动力计算的结果将为各部件图形以及基础设计提供原始数据,其计算结果的精确程度体现了压缩机的设计水平。关键字:活塞压缩机;热力计算;动力计算;主要零件设计VIAbstractPiston type compressor is a new type compressor, this is a kind of compressed air to increase the gas pressure or gas transportation machinery. There is a wide range of uses, plays a very important role in nationa

    6、l economy, especially in the petroleum, chemical and other industries has become the essential equipment. Parameters through the performance test after the state of the compressor to measure, so the choice of test performance has play a decisive role position in the design and development process fo

    7、r the compressor. The design of the main thermodynamic calculation, calculation and drawing configuration parameters according to the task book provides compressor. Thermodynamic calculation, dynamic compressor design is the basic, and is one of the most important work, according to the requirements

    8、 of the task book provides parameters, calculated after the compressor related parameters, such as the volumetric efficiency, the diameter of the cylinder, power, force is obtained through dynamic calculation of piston compressor. Thermal piston compressor calculation, dynamic calculation results wi

    9、ll provide original data for each component of graphics and basic design, the calculated results reflect the grade of the compressor design.Keywords: piston compressor, thermodynamic calculation, The main parts designVII目录摘 要 VABSTRACT VI目录 VII1.绪论 11.1 本课题的研究内容和意义 11.2 国内外的发展 11.3 本课题应达到的要求 12.结构设计

    10、 22.1 主要参数及设计原则 22.2 结构方案的选择 23.压缩机热力计算 43.1 计算压力分配比 43.2 计算容积系数 .43.3 确定压力系数 43.4 确定温度系数 53.5 确定泄漏系数 53.6 计算气缸工作容积 53.7 确定缸径,行程及行程容积 53.8 复算压力或调整余隙容积 53.9 计算最大活塞力 63.10 计算排气温度 73.11 计算功率 73.12 计算等温效率 73.13 选用电动机 74.压缩机动力计算 84.1 计算意义 84.2 参考数值 84.2 运动计算 84.3 气体力计算 104.4 往复惯性力计算 124.5 切向力计算 154.6 飞轮矩

    11、计算 175.压缩机基本零部件设计 205.1 曲轴 205.1.1 曲轴 .205.1.2 曲轴设计基本原则: .20VIII5.1.3 曲轴基本尺寸确定 .205.1.4 曲轴材料 .215.1.5 曲轴强度 .225.2 连杆 235.2.1 连杆的定位 .235.2.2 连杆的尺寸 .245.3 活塞 276.结论与展望 296.1 结论 296.2 展望 29致谢 .30参考文献 .3180 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)11.绪论1.1 本课题的研究内容和意义本设计机为往复活塞式压缩机,依靠在气缸往复运动中的活塞压缩气体体积而提高其压力。压缩机工作时,在活塞从外止点到内止点

    12、运动的过程中,气缸容积(工作)处于相对真空状态,缸外一级进气缓冲罐中的气体即通过吸气阀吸入缸内,当活塞行至外止点时,气缸内充满了低压待压缩气体。当活塞由外止点向内止点运动时,吸气阀自动关闭气缸内的气体压力山于气体被逐渐压缩而不断提高,当气体压力大于排气阀外气体压力和气阀弹簧力时,排气阀打开,排出压缩气体,活塞运动到外止点时,排气终了,准备重新吸气。至此,完成了一个膨胀、吸气、压缩、排气、再吸气的工作循环。周而复始,活塞不断地往复运动,吸入气缸的气体又不断地被吸入排出,从而不断的获得脉动的压缩气体。1.2 国内外的发展随着近几年经济的飞跃发展,行业集中度有所提高,供货进一步向大企业集中,气体压缩

    13、机产业向布局逐步合理的新局面发展。通过经济战略性重组的推进,不少劣质企业退出,优秀企业已找准定位,突出主业,不断做大做强,达到强强联合,承担起国家重大技术装备项目。在相关政策方面,为应对全球性金融危机对我国经济的影响,早在09 年年初,国家已经制定了一系列的刺激经济方案,重点调整振兴包括石化、冶金等气体压缩机的下游产业在内的十大产业。这些措施对气体压缩机产业的发展起到了积极的影响,这也是 2009 年下半年压缩机行业经济逐渐利好的主要原因。在开拓国际市场方面,压缩机行业应积极而谨慎地探索自己的国际化道路。目前,压缩机行业国际化步伐缓慢,尤其是在 2009 年一整年中,压缩机出口形势都不容乐观,

    14、这主要表现在国内压缩机行业技术发展水平与国外同类企业存在一定差距,尤其是目前还没有形成真正意义上的具有国际竞争力的大型国际企业集团。未来三年,我国石油、化工、冶金、船舶、环保、清洁能源等行业将进一步发展,压缩机市场需求前景依然看好。如大推力往复式压缩机、工艺螺杆压缩机、大排量无油压缩机、高压大排量压缩机、机车配套压缩机、低噪声船用压缩机等。1.3 本课题应达到的要求本课题主要研究压缩机工作中产生的热力计算和动力计算,根据得到的参数得出压缩机的具体尺寸,并通过 CAD 画出具体组装图纸和零件图无锡太湖学院学士学位论文22.结构设计2.1 主要参数及设计原则取一级气缸数 直径=2 80mm,额定排

    15、气压力 1Mpa,主机转速 820r/min,活塞行程 60mm,总压力比为 7,公称容积量 0.36 。2/minM活塞式压缩机应符合的基本原则1. 满足用户提出的排气量,排气压力及有关使用条件的要求。2. 有足够长的使用寿命,足够高的使用可靠性。3. 有较高的运转经济性。4. 有良好的动力平衡性。5. 维修修剪方便。6. 尽可能采用新结构,新技术。7. 制造工艺性良好。8. 机器尺寸小,重量轻。2.2 结构方案的选择选择压缩机时,应根据压缩机的用途,运转条件,排气量,排气压力,驱动方式,占地面积等进行选择。(1)立式压缩机优点:主机直立,占地面积小,活塞重量不支撑在气缸上,因此没有产生摩擦

    16、等损耗缺点:大型时高度大,需要设置操作平台,操作不方便,管道布置困难,多级间设备占地面积大。所以,立式压缩机只适合中小型及微型,使机器高度均处于人体高度以便于操作。(2)卧式压缩机优点:卧式压缩机都制成气缸于机身两侧,使级与级间的设备甚至可以配置在压缩机上面,特别是缓冲容积可紧靠气缸,故中大型宜用卧式。缺点:占地面积大,活塞重量支撑在气缸上。(3)角度式压缩机 优点:结构精密,每个拐角上装有两个以上的连杆,使曲轴结构简长度较短,并可采用滚动轴承。缺点:大型时高度大。80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)3单级压缩机视气量大小选 V 型,W 型及扇形均可。本设计采用单级 V 型角度式压缩机

    17、。无锡太湖学院学士学位论文43.压缩机热力计算 3.1 计算压力分配比压缩机压力比也称总压力比,是指末级排气接管处压力(名义排气压力)与第一级进气管处压力(名义进气压力)之比,即名义压力比,用 表示(3-1)7183.2 计算容积系数表 2-1 相对余隙 取值范围低级压 0.070.12中级压 0.090.14一般情况高级压 0.110.18单作低级气阀轴向布置在汽缸盖上 0.040.07高速短行程空气压缩机第 2级 0.140.18小型压缩机高压级 0.180.20特殊情况超高压压缩机 0.200.25根据表格得 (3-2)0.4表 2-2 按等熵指数确定膨胀过程指数进气压力/( pa)51

    18、0任意 k 值 k=1.401.51.54.04.010103030m=1+0.5(k-1)m=1+0.62(k-1)m=1+0.75(k-1)m=1+0.88(k-1)m=k1.201.251.301.351.4取进气压力 m=1+0.62(k-1)=1+0.62(1.25-1)=1.155 (3-3)容积系数 (3-4)11.5()04()0.798mv3.3 确定压力系数取 (3-5)0.98p80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)53.4 确定温度系数取 (3-6)3.5 确定泄漏系数泄漏分外泄漏和内泄漏,外泄漏指直接泄漏至压缩机系统之外的气体,内泄漏指气体仅泄漏出工作腔。取相对

    19、泄漏值 气阀 0.02 活塞 0.01相对泄漏总量 v=0.03泄漏系数 (3-7)3.6 计算气缸工作容积转速 n=820r/min容积效率 =0.798 0.98 0.98 0.97=0.743 (3-8)取容积流量 Q=0.36工作容积 (3-9)3.7 确定缸径,行程及行程容积已知转速 n=820r/min,行程 s=60mm气缸直径(3-10) 圆整后 D=80mm圆整后实际行程容积(3-11)3.8 复算压力或调整余隙容积汽缸直径圆整后,如其他参数不变,则压力比分配便改变,若忽略压力比改变后对10.97lv0.98tvpltA30.591svQnVmA240.591.07236ss

    20、DVA22 30.8.60.4smVA无锡太湖学院学士学位论文6容积系数的影响,则压力比的改变可认为与活塞有效面积改变成比例。表 2-3 圆整前后的有效面积如气缸直径D(m)活塞有效面积A= 22=dm4AD( )层次前 后 前 后I 0.271 0.270 0.11465 0.11360由于一级气缸圆整变小使一级排气压力要成正比例降低,降低率(3-12)10.98=.也可以用调整相对余隙的办法,维持压力比不变,即第一级缸直径缩小了,相对余隙容积也相应缩小,使吸进的气量不变,由此可得(3-13)1v0.798.=0792A故新的相对余隙容积(3-14)11m.5=.383.9 计算最大活塞力取

    21、进,排气相对压力损失,s=0.75d.1气缸实际进、排气压力(3-15)552s.0=.92/mPN( )(3-16)d=1810( )实际压力比(3-17)sd0.925.64P盖侧活塞面积=0.005 (3-18)2c=4AD2m向盖行程活塞力(3-19)gszdc-=409NF80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)73.10 计算排气温度取压缩指数 进气温度 T=291n=1.25排气温度 (3-20)0.25n11dT964=73814.KC,3.11 计算功率(3-21)1nisvn=p60sdzVP,压缩机进气压缩性系数 =1sZ排气压缩性系数 =1d(3-21)1.255i

    22、820=.79.210.9.64p6 =1.706kw (3-22)取机械效率 =0.9m轴功率 (3-23)1.706.89ishpkw3.12 计算等温效率等温指示功率(3-24)5ln60821.7980.51ln8.34sdissvzpPVkwAA等温指示效率 (3-25).34.%6isip等温效率 (3-26)1.7089isih3.13 选用电动机 功率 Pe=3kw 电机二级转速 2890r/min其功率储备 (3-27) 5.%shPep无锡太湖学院学士学位论文84.压缩机动力计算4.1 计算意义动力计算的任务是计算压缩机中的作用力,确定压缩机所需的飞轮距,解决惯性力和惯性力

    23、矩的平衡问题4.2 参考数值平衡曲轴80 活塞 385g(铝制)连杆中心距 120mm,255g 连杆小头(往复)67g,大头(旋转)88g活塞销 62mm,长度 113mm活塞环 75 重量 35g(一副)连杆顶心离大头 31.5mm4.2 运动计算连杆长度为 l,曲柄半径为 r,规定曲柄转角 的起始位置为外止点位置,即外止点时 =0 , 为连杆摆角。任意转角 时活塞位移为 Xx=l+r-(lcos +rcos ), (4-1)由几何关系知 2cos1sin(4-2)2(c)(1sin)xr(4-3)30dnt(4-4)2sin(si )1xvrtA(4-5)322 32cosinc 4si

    24、(1)dat A经简化得(4-6)(1cos)(1co)4xr(4-7)ini2v(4-8)2(cs)a80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)9(4-9)302srm(4-9=10)8.7n取径长比 140.3.2.51r带入 得下表287034/ms表 3-1 活塞位移图曲柄转角 活塞位移 ()x活塞速度 (/)vs活塞加速度 2(/)ams0 0 0 262.92515 1.27 0.807 248.71330 4.96 1.528 208.45245 10.66 2.090 148.73360 17.81 2.445 78.87875 25.73 2.583 8.90090 33.

    25、75 2.512 -99.98105 41.26 2.269 -99.98120 47.81 1.904 -131.463135 53.09 1.462 -148.733150 56.92 0.984 -155.867165 59.23 0.493 -157.633180 60 0 -157.755195 59.23 -0.493 -157.633210 56.92 -0.984 -155.867225 53.09 -1.462 -148.733240 47.81 -1.904 -131.463255 41.26 -2.269 -99.98270 33.75 -2.512 -52.585285

    26、 25.73 -2.583 8.900300 17.81 -2.447 78.878315 10.66 -2.090 148.233330 4.96 -1.528 208.452345 1.27 -0.807 248.713360 0 0 262.925无锡太湖学院学士学位论文104.3 气体力计算进气过程: (4-11) 520.91/jspNm排气压力: (4-12)8jd膨胀体积: ,m=1.1, (4-13)0()mjdspx30.3592.14s压缩过程: (4-14)0()jspx气体力: , (4-15)jijgA2325.0714gDm表 4-2 活塞运动力表曲柄转角 活塞位移

    27、 膨胀过程 进气过程 压缩过程 排气过程 气体力x0()mdspxsp0()sxdpjgA0 0 8.92 4484.115 1.27 4.55 2287.330 4.96 0.925 465.0145 10.66 0.925 465.0160 17.81 0.925 465.0175 25.73 0.925 465.0190 33.75 0.925 465.01105 41.26 0.925 465.01120 47.81 0.925 465.01135 53.09 0.925 465.01续表 4-280 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)11150 56.92 0.925 465.0

    28、1165 59.23 0.925 465.01180 60 0.925 465.01195 59.23 0.937 471.03210 56.92 0.973 489.13225 53.09 1.04 522.81240 47.81 1.151 578.61255 41.26 1.326 666.58270 33.75 1.604 806.33285 25.73 2.068 1039.58300 17.81 2.894 1454.81315 10.66 8.92 4484.1330 4.96 8.92 4484.1345 1.27 8.92 4484.1360 0 8.92 4484.1用勃劳

    29、厄作出气体力指示图作斜线 OE 和 OG 分别和想 x,y 轴成 角, 应满足 ,m,(tan1)tam为所作过程曲线方向指数(m=1.1) ,取 tan =0.25,=0.278,做出的图即为气体力图tan无锡太湖学院学士学位论文12图 4.1 勃劳厄作图法4.4 往复惯性力计算曲柄连杆机构往复惯性力(4-16)2(cos2)Imr当活塞在外止点, =0 处,=158.280N (4-17)2ax(1)sI当活塞在外止点是, 处,80(4-18)minI()95.036srN由数据得 62.sgk往复摩擦力(4-19)1()(0.67)602imf pFsn取 0.6 得 15.8fN80

    30、系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)13表 4-3 往复惯性力曲柄转角 活塞加速度 往复惯性力 活塞力aisFmaApgisfF0 262.925 158.280 4757.9615 248.713 149.725 2552.630 208.452 125.488 702.0845 148.733 89.537 666.1360 78.878 47.484 624.0775 8.900 5.358 581.9590 -52.585 -31.656 544.93105 -99.98 -60.188 516.4120 -131.463 -79.141 497.45135 -148.733 -89

    31、.537 487.05150 -155.867 -93.832 482.76165 -157.633 -94.895 481.7180 -157.755 -95.036 481.55195 -157.633 -94.895 491.72210 -155.867 -93.832 510.88225 -148.733 -89.537 548.85240 -131.466 -79.141 615.05255 -99.98 -60.188 721.97270 -52.585 -31.656 890.25285 8.900 5.358 1160.52300 78.878 47.484 1617.8731

    32、5 148.733 89.537 4686.62330 208.452 125.488 4722.57345 248.713 148.725 4745.81360 262.925 158.280 4755.36无锡太湖学院学士学位论文14用托尔作图法绘制惯性力曲线如图,相当于行程 s 的线段 AB 上,点 A 表示活塞的外止点,点 B 表示活塞的内止点,在点 A 和点 B 上分别标出所得的最大往复惯性力 和最小往复惯性力 的线段,maxIminI得到 AC 和 BD。连接 C 和 D,线 CD 交坐标线 AB 于 E,从 E 点垂直向下作线段 EF,连接线段 CF 和 DF,并将 CF 和 D

    33、F 等分成若干份,在线段 CF 和 DF 标明点 a,b,c,d。将同名点连成直线,然后通过点 C 和点D 作这些线段的包络线,此包络线即为所求惯性力曲线AC=158.28 CD=-95.036图 4.2 托尔作图法80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)15图 4.3 活塞力图4.5 切向力计算(4-20) 2sin()coi1s0.9i(sin)ppFTF表 4-4 切向力表曲柄转角 总切向力T0 015 683.0830 500.6445 583.660 583.615无锡太湖学院学士学位论文16续表 4-475 588.0590 534.89105 455.30120 359.23

    34、135 250.28150 130.74165 4.53180 0195 -240.38210 -357.25225 -492.91240 -621.80255 -763.85270 -921.294285 -1090.14300 -1257.39315 -1068.70330 -573.28345 -20.14360 080 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)17图T-1500-1000-500050010000 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360曲 柄 转 角总切向力 T4.4 总切向力指示图4.6 飞轮矩计算平均切向力: (4-2

    35、1)25109.3imT阻力矩: (4-22).4yMr驱动力矩: (4-23)10dmT表 4-7 驱动力矩与阻力矩计算曲柄转角 总切向力 平均切向力 阻力距 驱动力距0 0 109.33 0 4.370.26 683.08 109.33 27.32 4.370.52 500.64 109.33 20.03 4.370.785 583.6 109.33 23.34 4.371.05 583.615 109.33 23.34 4.371.31 588.05 109.33 23.52 4.371.57 534.89 109.33 23.40 4.371.83 455.30 109.33 18.2

    36、1 4.372.09 359.23 109.33 14.37 4.372.36 250.28 109.33 10.01 4.372.62 130.74 109.33 5.23 4.37无锡太湖学院学士学位论文182.88 4.53 109.33 0.18 4.373.14 0 109.33 0 4.373.4 -240.38 109.33 -9.62 4.373.66 -357.25 109.33 -14.29 4.373.925 -492.91 109.33 -19.72 4.374.19 -621.80 109.33 -24.87 4.374.45 -763.85 109.33 -30.5

    37、5 4.374.71 -921.294 109.33 -36.85 4.374.97 -1090.14 109.33 -43.61 4.375.23 -1257.39 109.33 -51.02 4.375.5 -1068.70 109.33 -42.75 4.375.76 -573.28 109.33 22.93 4.376.02 -20.14 109.33 -0.81 4.376.28 0 109.33 0 4.37-60-40-200204060801001200 0.521.05 1.57 2.09 2.62 3.14 3.66 4.19 4.71 5.235.76 6.28曲 柄 转

    38、 角平 均 切 向 力阻 力 距驱 动 力 距图 4.5 阻力矩指示图80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)19表 4-8 各种驱动力的 值驱动机 电动机 柴油机传动方式 带传动 弹性联轴器 刚性联轴器或 悬臂电动机 弹性连接130418010180取 =飞轮转动惯量: (4-24) 22360LGDn所以飞轮矩与压缩机一转中的能量(4-25)ijii TZm0i=1=)rdTZMLFF( ( )=42.27 (4-26)maxin-飞轮矩 =66.5 (4-27)229.836LGD2A公 斤无锡太湖学院学士学位论文205.压缩机基本零部件设计5.1 曲轴5.1.1 曲轴曲轴是活塞式压

    39、缩机的主要部件之一,传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时,承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载,工作条件恶劣,要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用 40、45 或 50 号优质碳素钢锻造,但现在已广泛采用球墨铸铁铸造。压缩机曲轴有两种基本型式,即曲柄轴和曲拐轴。曲柄轴结构,连同电机轴一起,一般只有两个主轴承。曲拐轴在制造安装方面,虽较曲柄轴为差,但是采用曲拐轴的压缩机,可以实现结构紧凑,重量轻。此外,采用曲拐轴的压缩机,在气缸列数设置方面几乎不受限制,便于满足流程要求。本设计采用曲拐轴。5.1.

    40、2 曲轴设计基本原则:1.曲轴的轴颈要有适当的尺寸,使配用的轴承能有胜任的负荷能力2.曲轴要有足够的强度,以承受交变弯曲与交变扭转的联合作用。曲轴的 2 处,要进行强度校核。3.曲轴要有足够的刚度。轴颈偏转角不应超过许用值,以保证轴承可靠的工作。在采用悬挂电机结构时,电机转子中心的绕度应不超过许用值,以保证电机正常工作。5.1.3 曲轴基本尺寸确定基于以上几项要求,对于曲拐轴主要尺寸初步确定如下:图 5.1 曲轴零件图1.曲柄销直径 D80 系列微型风冷活塞式压缩机设计(V80)21取最大活塞力, =4.758KN (5-01)FmaxF(5-02)4.758(465)(6)32.199Dm取

    41、 D=40mm2.主轴颈直径 D1, (5-03)1(.)(1.)2540取 D1=45mm3. 轴颈长度:根据选取轴承宽度略大些4. 曲柄厚度 t:, (5-04)(0.76)(0.76)428mtD取 t=25mm5. 曲柄宽度 h, (5-05)(1.26)(1.26)4086取 h=52mm5.1.4 曲轴材料近年来由于铸造技术的发展,采用稀土镁球墨铸铁铸造曲轴的越来越多。制造曲轴可以节省原材料和大量减少加工工时,并且有条件把曲轴的形状设计地更合理。铸铁曲轴是采用高强度铸铁,目前最常用的是球铸铁 QT600-3。球墨铸铁加入少量稀土元素,能进一步提高材料的性能。球墨铸铁不仅加工方便,而

    42、且疲劳强度也胜于钢。球墨铸铁的耐磨性也很好。表 5-1 球墨铸铁与钢光滑试件在不同弯扭复合疲劳负荷作用下的疲劳极限疲劳极限 /( )5210/Nm材料 /M/11球墨铸铁(正火)01.4283.73200.7141.86628.8025.2013.5018.0025.1028.0045 钢(正火)01.4283.73200.7141.86624.0014.907.7610.6514.5016.00无锡太湖学院学士学位论文22表 5-2 球墨铸铁曲轴与钢曲轴耐磨性比较材料 运行时间 h 主轴颈磨损量 mm 曲柄销磨损量 mm锻钢曲轴(表面淬火)稀土球面铸铁曲轴(正火)100015000.0200.0640.0020.0060.0300.1100.0010.0045.1.5 曲轴强度图 5.2 曲轴受力图为使计算简单,对曲轴的受力情况先作如下简化假定:1)对于多支承曲轴,作为在主轴承中点处被切开的分段筒支梁考虑;2)连杆力集中作用在曲柄销中点处;3)略去回转惯性力;4)略去曲轴自重。静强度校核(5-06)3347.5895002.1MPa.2.TFnWd曲轴的材料是球墨铸铁, ,所以满足静强度要求。Pa疲劳强度校核

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