主要零部件的設(shè)計和強度校核參考

1、曲軸的尺寸及強度校核一、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)計和強度校核二、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II級氣缸，靠近軸承 C的一列布置I級氣缸。2）按照強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、，冉找出與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)n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）按照強度計算和剛度計算的需

2、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)位置特點曲柄轉(zhuǎn)角（度）n級列I級列M （公斤厘米）NBz（公斤）NBy（公斤）Nez（公斤）Ney（公斤）M 0（公斤）R = R2（公斤）T = T（公斤）RX = RX1（公斤）T =T1（公斤）1n列綜合活塞力最大絕對值40225927592399266637884725973-865-88002輸入扭矩最大值2802283051195261039627891187-56-74603輸入扭矩最小值340615-2861927-89

3、6-8274-222103-109050704n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)位置特點曲柄轉(zhuǎn)角Qi（度）曲軸截曲i-i繞y軸彎矩Miy（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靜強度計算用1n列綜合活塞取大絕對值409-95197776631164一8-8-940222341537415342輸入扭矩最大值2809-97731043331318一8-8217219981268313

4、9疲勞強度計算用2輸入扭矩最大值2809-9一一31318一3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列綜合活塞取大絕對值403。- 3。00一一9。- 9063295404一一60- 60-3696-7061一一40- 4000一一2強度計算1）靜強度計算以9-9截面和8-8-截面為例，按n式5-29、5-24、5-26、5-27、5-28進行計算，計算結(jié)果列入表 3表3靜強度計算結(jié)果序號軸旋轉(zhuǎn)位置特點曲柄轉(zhuǎn)角Qi（度）曲軸截回i-i危險點安全系數(shù)n許用安全系數(shù)n是否1n列綜合活塞最大絕

5、對值409-915一一一8-8短軸端點一一一5亞長軸端點一一一5亞矩形角點一一一5亞2輸入扭矩最大值2809-9一一一亞8-8短軸端點一一一5亞長軸端點一一一5亞矩形角點一一一2252）疲勞強度計算以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進行計算，計算結(jié)果列入表 4。表4疲勞強度計算結(jié)果序號軸旋轉(zhuǎn)位置特點曲柄轉(zhuǎn)角a（公斤/曲軸仰2）i-ia（公斤/厘米2）a（公斤/厘米2）KK安全系數(shù)n許用安全系數(shù)n是否2輸入扭矩最大值2809-91033輸入扭矩最小值3404n列法向力最大值308-8145n

6、列法向力最小值110連桿的尺寸設(shè)計及強度校核、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:LI工I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 722已知行程，S=143連桿長度LCmL理工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

7、dmCmdm (1.65 2.45)VP 41 式 5-4511桿體中間面積Fm2 cmd2 Fm m 12.57 412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大頭處截卸A-A面積FaCmFa = Fm =16截面A-A的厚度SaCmc FaSa B17大頭處截卸B-B面積Fb2 cmFb = Fm =18截面B-B的厚度SbCmFbSb =B19小頭處截面C-C面積Fc2 cmFc = Fm =20截面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d2Cmd2

8、 =d0+=23螺栓彈性部分直徑d3cmd3 = () d1查 GB196-6324兩連桿螺栓間距離l 0Cm1 o=14查i表5-1325螺栓在大頭體內(nèi)長度11Cm11=D=626螺栓在大頭蓋內(nèi)長度1 2Cm12=d=627連桿螺栓個數(shù)Z個2查1表5-13、連桿的強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 / cm2P 4032P _ 122 27Jx查 1 式5-498桿體的長度LicmD1d1L1 L 1229慣性矩Jy4 cm333,H h B H h B b H B

9、 b Jy=128查1附錄表1810垂直于連桿擺動平面縱彎應(yīng)力“CBkg / cm2“l(fā)2CB巴人查 1 式5-5011在連桿擺動平面總應(yīng)力12 kg / cm 1pcb =3488001200查 1 式5-5112垂直于連桿擺動平面總應(yīng)力2i/ 2kg / cm 2pcb =8001200查 1 式5-5213大頭蓋截面A-A的抗彎截面模數(shù)W3 cmWA bSA 13查1附錄表1814截面A-A甯曲應(yīng)力Bkg / cm2P(l f)b26986008004Wa查 1 式5-5715大頭蓋截面B-B的抗彎截面模數(shù)WB3 cmbsBWB 116查1式附W 1816tw B-B重心到連桿螺栓軸線距

10、離bcm從圖中量得b=17tw B-B與連桿螺a度從圖中量得a = 40栓軸線的夾角18tw B-B甯曲應(yīng)力Rkg / cm2b -Pb- 4952Wb查 1 式5-5819截面B-B拉應(yīng)力P2 kg / cmPsin ap 73p2Fb查 1 式5-5920fW B-B男應(yīng)力kg / cm2P cos a87 2Fb查 1 式5-6021fW B-B總應(yīng)力2 kg / cm、22J( p b)4594600800查 1 式5-6122小頭處截面C-C的抗彎截面模數(shù)WC3 cmWc巡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1dl SD24tW C-C甯曲應(yīng)力C2 kg / cm

11、P(l當(dāng)C - 6166008008WcC查 1 式5-6425fW D-D甯曲應(yīng)力Bkg / cm2d7788Wd小頭圓形WdWc26fW D-D拉應(yīng)力P2 kg / cmp1602Fd小頭圓形Fd Fc27fW D-D總應(yīng)力kg / cm2pd 938338動載荷是最大應(yīng)力max2 kg / cm4Q max 21692df39動載荷是最小應(yīng)力minkg / cm24T min21517d340應(yīng)力幅a2 kg / cmmaxmina241對稱循環(huán)12 kg / cm1 = 3400查1附錄抗拉疲勞極限三42應(yīng)力集中系數(shù)kk = 4查 1 表4-1943尺寸系數(shù)=查 1圖4-12344應(yīng)力

12、循環(huán)對稱系數(shù)=查1附錄三45應(yīng)力幅安全系數(shù)Ha-1minHa(一)a3400 0.1 1517,= 440.187.50.7646最大應(yīng)力安全系數(shù)n21() minn()(min 2 a)42 34000.11517=0J640.11517 2 87.50.76=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，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kgII級為kg(3)活塞桿質(zhì)量：I級為kg II級為kg(4)十字頭質(zhì)量：I級為kg II級為kg(5)曲軸半徑：r= m(6)徑長比：=(7)壓縮機的角速度：=rad/s2、計算一、二階往復(fù)慣性合力按3式2-37計算往復(fù)運動部分的總質(zhì)量為，mt = mp + m則，msi mpi+ mn= + + += kgms2 mp2+ mi2= + + += 25.4