壓縮機(jī)曲軸設(shè)計及校核DOC

1、 目錄課程設(shè)計任務(wù)書2第一章活塞式壓縮機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)設(shè)計錯誤！未定義書簽。1.1軸徑尺寸的確定錯誤！未定義書簽。1.2曲軸的靜強度驗算：錯誤！未定義書簽。121驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-I錯誤！未定義書簽。122驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-III錯誤！未定義書簽。123驅(qū)動側(cè)曲柄位置V-V錯誤！未定義書簽。第二章活塞式壓縮機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)校核錯誤！未定義書簽。2.1第一個危險位置錯誤！未定義書簽。2.1.1被驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-I錯誤！未定義書簽。2.1.2被驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-III錯誤！未定義書簽。2.1.3被驅(qū)動側(cè)曲柄位置V-V錯誤！未定義書簽。2.2第二個危險位置錯誤！未定義書簽。2.2.1驅(qū)動側(cè)

2、的曲柄銷位置I-I錯誤！未定義書簽。2.2.2驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-III錯誤！未定義書簽。2.2.3驅(qū)動側(cè)的曲柄位置V-V錯誤！未定義書簽。2.3第三個危險位置錯誤！未定義書簽。2.3.1驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-I錯誤！未定義書簽。2.3.2驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-III錯誤！未定義書簽。2.3.3驅(qū)動側(cè)主軸頸位置V-V錯誤！未定義書簽。2.4第三個危險位置錯誤！未定義書簽。2.4.1驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置II錯誤！未定義書簽。2.4.2驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置IIIIII錯誤！未定義書簽。2.4.3驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置VV錯誤！未定義書簽。第三章曲軸的疲勞強度驗算錯誤！未定義書簽。課程設(shè)計總結(jié)錯誤！未

3、定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽。課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名：你懂得設(shè)計題目：XXXXX壓縮機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校核（1）設(shè)計條件和依據(jù)：ZW型壓縮機(jī)，兩列、立式、曲拐錯角180熱力、動力計算選取參數(shù)如下:相關(guān)位置時曲軸受力:列InNmm位置T(N)1R(N)1T(N)2R(N)2P氣maXa=0035000-31500Ra=23063607381.165407600745000maXTa=29050603325123505955900600maXMa=1006810-2987.38660366920200maXTa=160307.1-120.3-1750-175maXRmaXa=190619.

4、9433058.5要求:1、曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計2、曲軸的強度校核（1）靜強度校核（2）疲勞強度校核3、繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖一張（A2）；繪制曲軸的零件圖一張（A1）;繪制曲軸的裝配圖一張（A1）4、計算說明書一份指導(dǎo)教師：xxx2013.12.24第一章活塞式壓縮機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)設(shè)計鑄造曲軸可節(jié)省原材料，耐磨性與消震好由于鑄鐵中石墨有利于潤滑及貯油,所以耐磨性好.同樣，由于石墨的存在，灰口鑄鐵的消震性優(yōu)于鋼工藝性能好.另外，由于石墨使切削加工時易于形成斷屑，所以灰口鑄鐵的可切削加工性優(yōu)于鋼減少加工工時，并可把曲軸的形狀設(shè)計合理，軸頸一般鑄造成空心結(jié)構(gòu)。內(nèi)孔徑為外徑的一半左右?？招慕Y(jié)構(gòu)可以提高曲軸的疲勞強度，

5、減少曲軸的重量。主軸頸、曲柄、曲柄銷三部分的形狀應(yīng)首先保證能達(dá)到足夠的強度和剛度，使應(yīng)力盡量均勻分布，抗疲勞強度高，并且重量輕，便于加工。一般將主軸頸直徑設(shè)計得大于曲柄直徑的10%，油孔直徑應(yīng)大于008d，孔緣的圓弧半徑應(yīng)大于004d，鉆斜孔時，傾斜角應(yīng)小于30，油孔徑取8mm，平衡重可以抵消旋轉(zhuǎn)質(zhì)量和往復(fù)慣性力及其力矩的作用。平衡重的質(zhì)量分布應(yīng)使其重心遠(yuǎn)離主軸的旋轉(zhuǎn)中心，以減輕起質(zhì)量。材料為稀土一鎂一球墨鑄鐵。材料的特性是具有較高的強度，較小的缺口敏感性，較高的強度及良好的吸震性。軸徑尺寸的確定曲柄銷直徑D=（4.65.6）、p=（4.65.6）43=（4.65.6）X1.140=5.36.

6、4m為保證安全，取D=65m主軸頸直徑D=（111）D1=（11.1）X65=6571.5mm為保證安全，取D=80mm1曲柄銷與主軸頸的中心線間距離S=60mm所以S=D-（S-D）22=80-（60-65）22=12.5mmS=12.5D65=0.1920因此符合標(biāo)準(zhǔn)曲柄銷軸頸長度l=70mm曲柄厚度t=(0.60.7)D=(0.607)X65=3945.5mm取t=50mm曲柄寬度h=(1.21.6)D=(1.21.6)X65=78104mm取h=90mm過度圓角半徑r=(0.060.09)X65=(0.060.09)X65=3.95.85mm取r=5mm2曲軸的靜強度驗算：本次設(shè)計的壓

7、縮機(jī)主軸承間的問題不大，軸頸-值比較小，并采用剛度高的d形狀，因此不進(jìn)行剛度的驗算，而進(jìn)行靜強度和疲勞強度的驗算。許用應(yīng)力b=420Mpasb=滬=420=84120mmn3.55靜強度計算復(fù)合應(yīng)力許用值6080Mpa滾動軸承采用3613調(diào)心滾子軸承1=365+(35+2.5+15+50)X2=470mm1=265+35+15+2.5+50=367.5mm11=35+50+2.5+15=102.5mm2取四個校對位置，三個位置，如圖所示位置ii,mm,vv材料為稀土-一鎂-一球墨鑄鐵。加平衡重I=0r曲拐平面上:人RL-RL367.5R-102.5RTOC o 1-5 h zA=1-2212R

8、L470廠RL-RL367.5R-102.5RB-112+RL470曲拐垂直平面上:367.5T-102.5T12470TL-TL-TL367.5T-102.5T470驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-I驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-I彎曲力矩：MBLRR2MBLTT2總彎曲力矩：M=.M2+M2RT彎曲應(yīng)力：MC&WW0.1d30.1x66328749.6mm31扭曲應(yīng)力：MMBr(r60mm)dt扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：MT2W復(fù)合應(yīng)力:g低+4T2驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-III彎曲力矩：總彎曲力矩：彎曲應(yīng)力：扭轉(zhuǎn)力矩：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：復(fù)合應(yīng)力：驅(qū)動側(cè)曲柄位置V-V曲拐側(cè)面中彎曲力矩：M=BmRR1M=BmTT1M=.、：M2+

9、M2WRTW=0.1d3=61412.5mm32Mb=WWWM=MdMT=2WM=B(L-a)W1R22彎曲應(yīng)力:6Mg=吟(b=50mm.h=90mm)些hb2曲拐垂直平面中彎曲力矩:M=MBK(由圖計算K=34.75)血dT彎曲應(yīng)力:位置上最大應(yīng)力:扭轉(zhuǎn)力矩:在曲柄位置上寬方向的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：9MT沁12bh2在曲柄位置上狹方向的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：9MTQ22bh2曲柄位置上寬方向的復(fù)合應(yīng)力:g=：Q+G)2+4t2VW121曲柄位置上狹方向的復(fù)合應(yīng)力：Ig=(G+G)2+4t2W121第二章活塞式壓縮機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)校核2.1第一個危險位置取a=0,即活塞處外止點，且壓縮機(jī)在滿負(fù)荷而停止轉(zhuǎn)動時:由動力計算

10、部分可知a=0，n=0有：A=3675第二章活塞式壓縮機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)校核2.1第一個危險位置取a=0,即活塞處外止點，且壓縮機(jī)在滿負(fù)荷而停止轉(zhuǎn)動時:由動力計算部分可知a=0，n=0有：A=3675x3500-102.5x3150二2049.73NR470D=367.5x3150-102.5x3500B=1249NR470A=0B=0M=0TTd被驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-IM=AL=2049.73x102.5=210097.325NmmRR2M=AL=0TT2m=M2+M2=210097.325NmmORTW=0.1d3=0.1x663=287496mm3_M_210097.325NmmQ=O=OW2

11、8749.6mm3二12.4MPa被驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-IIIM=Am=2049N15mm=30735NmmRR1M=Am=0TR1M=23985NmmO23985mm61412.5mm3=0.39MpaM=Md=0M=02W復(fù)合應(yīng)力：2+4T2=.39MPa被驅(qū)動側(cè)曲柄位置V-V曲拐平面的彎曲力矩M=Ax40=2049.73x40=82000Nmma)ir彎曲應(yīng)力bo1彎曲應(yīng)力bo16x8200050290mm3=2.187MPa曲拐垂直面中的力矩Mo=M-AR=02dTA2049.73N位置上拉應(yīng)力b=-f=0.46MPabbh50 x90mm3位置上最大應(yīng)力：b=b+b+b=2.18

12、7+0+0.46=2.647MPaTOC o 1-5 h zo1o2bt=2M=012b2hb=(b+b)2+4t2=2.187MPa評o1o21b=(b+b)2+4t2=0.46MPa*o2ob12.2第二個危險位置取a=a=230。,n=n,即曲軸位于最大法向力R位置,且壓縮機(jī)以額定轉(zhuǎn)速Rmaxmax轉(zhuǎn)動時：由動力計算部分可知Ra=230。,n=nmax_367.5x7381.1-102.5x7600A3/20NTOC o 1-5 h zr470B二3675x7600一1025x7381二3938.2NR470廠367.5x6360-102.5x6540B二二4959N HYPERLINK

13、 l bookmark46 o Current Document t470驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-IM=BL=3938.2x102.5=403665.5NmmRR2M=BL=4959x102.5=335749NmmTT2M=JM2+M2=285689MPaM285689“g=9.93MPaoW28749.6M=MBr=702000Nmm4959N60mm=505464NmmdTT=竺=505464Nmm=&79MPa2W2x28749.6mm3復(fù)合應(yīng)力：g=Jg2+4T2=10.6MPao驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-IIIM=Bm=3938.2x15=59070NmmRR1M=Bm=4959x15=

14、54840NmmTT1M=Jm2+M2=80602.05NmmORTM80602.05G=o=oW=1.3MPa61414.5扭轉(zhuǎn)力矩：M=M=745000Nmmd745000T=M=6.065MPa2W2x61414.5mm3c二Jq2+4t2二v1.32+4x6.0652二6.206MPao驅(qū)動側(cè)的曲柄位置V-VM=B(L-)=3938.2x(102.5-61.25)=3938.2x40=643863NmmW1R226M6x643863=17.3MPa502x900)1W1b2h=MBK=7450004959x34.75=618868NmmdT6M6x618868c=W2=16.67MPa

15、02bh250 x902B3938.2c=r=0.87MPabbh50 x90位置上最大應(yīng)力:+g+g=17.3+16.67+0.87=34.84MPao1o2baM=B(L-)二4959x40二146240NmmT229m9x146240t=2.9248MPa2b2h2x502x909m9x146240c”t=1.625MPa2bh22x50 x902曲柄位置寬方向復(fù)合應(yīng)力:+c)2+4t2二(17.3+0.87)2+4x2.922二21.6MPaO1b1c二(c+q)2+4t2二(16.67+0.87)2+4x1.6252二18.7MPa琴02b2電2.3第三個危險位置取a=a=290。,

16、n=n,即曲軸位于最大切向力T位置，且壓縮機(jī)一定額定轉(zhuǎn)maxmax速轉(zhuǎn)動時：人367.5x3325-102.5x5955A=1306NTOC o 1-5 h zR470廠367.5x5955-102.5x3325B=4130NR470人367.5x5060-102.5x12350A=841N HYPERLINK l bookmark52 o Current Document t470廠367.5x12350-102.5x5060B=10222N HYPERLINK l bookmark58 o Current Document t470驅(qū)動側(cè)的曲柄銷位置I-IM二BL二4130 x102.5二

17、502415NM二BL二4130 x102.5二502415NmmRR2M=BL=102222x102.5=2037366.5TNmmT2W2+M2=1211862NRTmm121186228749.648.65MPa-Br=900600-10222x60=303450NmmT3034502x3034502x28749.6二6.5MPacc二J2+4T2=45.86MPa驅(qū)動側(cè)主軸頸位置III-IIIM=Bm=4130 x15=61950NmmRR1M=Bm=10222M=Bm=10222x15=153330NmmTT1TMWT1M2+MR2182696TNmmM1826964.3MPac=w

18、=oW61412.5M=M900600NmmdM9006008.32MPaT=2W2x61412.5Q=Q2+4p2=J4.32+4X8.322-=18.65MPa驅(qū)動側(cè)主軸頸位置V-V二B(L二)二4130 x40二165200NmmR226x1652006x165200502x904.4MPaM二M-BK二900600-10222x34.75二648241NmmW2=Qo16MW2bh26x=Qo16MW2bh26x64824150 x9029.12MPaBRbh413050 x900.87MPa+Q+Q&2b=4.4+9.12+0.87=14.39MPa9X244328-14.72MPa

19、29X244328-14.72MPa2b2h2x502x909M9x2443282bh22x50 x902(Q+Q)2+4T2:o1b1J(Qo2+Q)2+4T2b2Q=Q”=T2-2.71MPa9M-/(4.4+0.87)2+4x14.722=18.95MPa=/(9.12+0.87)2+4x2.712-14.72MP忖a2.4第三個危險位置取a-100,n-n,即曲軸位于總阻力矩最大值M位置，且壓縮機(jī)以額定轉(zhuǎn)速max轉(zhuǎn)動時：人367.5x(2987.3)102.5x366匕廠“A=2415.6NTOC o 1-5 h zR470廠367.5x366102.5x(2987.3)小“B=240

20、7NR470_367.5x6810102.5x8660_ANt470廠367.5x8660102.5x6810“B4835.16Nt470驅(qū)動側(cè)的曲柄銷截面IIMBL2407x102.5RR2MBL4835.16x102.5TT2M、/m2+M254957954957928749.620.1795019Nmm541304.9NmmNmmMP54957928749.620.1795019Nmm541304.9NmmNmmMPaMBr920200dTM_603350_2W一2x28749.6-4835.1612.5MPax60603350Nmm2+4T228.63MPa驅(qū)動側(cè)的曲柄銷截面IIIII

21、IMBm2407x1513925NmmRR1MBm4835.16x1579225NmmTT1MW-JMR2+M2T84036NmmMW840361.41丿MPWW61412.5aMMdM920200NmmT920200:6.96MP2W2x61412.5aQ42+4T213.97MPa驅(qū)動側(cè)的曲柄銷截面VVaM=B(L)=2407x40=37090NmmTOC o 1-5 h zW1R22a=6Mwi=1.09MP1b2haM=MBK=9202004835.16x34.75=736686.25NmmW2dT6M6x736686.25”a=6.36MP32bh280 x902aA2415.6匚=

22、0.31MPbh50 x90aa=B(L_)=4835.16x40=211250Nmm2b2h2x502x909m9x2112602bh22x50 x902=/(a+a)2+4xt2=31b14.35MPaaT24.35MPaaT29m9x211260a”=:J(1.09+0.31)2+4x6.22；=8.72MP+a)2+4xt2=；(6.36+0.31)2+4x4.35=a”=32b2a經(jīng)過以上靜強度校核，可以看出各處應(yīng)力均小于材料許用應(yīng)力范圍,所以上述過程滿足設(shè)計要求。第三章曲軸的疲勞強度驗算疲勞強度的驗算目的是驗算曲軸在兩個危險位置時，曲拐上危險面的安全數(shù)值。兩個危險位置可取在變化的法

23、向力和切向力作用下，相應(yīng)于最大的扭轉(zhuǎn)振幅和最大的總彎曲力矩時的曲拐轉(zhuǎn)角位置。驗算的曲拐危險位置取應(yīng)力情況最嚴(yán)重的位置，也就是軸頸上的油孔位置以及軸頸和曲柄的連接位置。如圖示取位置II,進(jìn)行校核當(dāng)Ta二160有minB=367.5x(-120.3)B=367.5x(-120.3)-102.5x(-175)=-1723R470丄/厶3NN3675X370-陀5(-1750)=_141.52470MR=BLR2=-172.3x102.5=-17660.75NmmM=BL=-141.5x367.5=-52001.25NmmTT2Mw=JM;+M2=T13207.5NmmM13207.5G=W=0.78

24、MPaminW28749.6M65x16.5T1.36MPamin2W2x28749.6BT當(dāng)Ra=190有min廠367.5x58.5-102.5x433“B=-48.68N367.5x619.9367.5x619.9-102.5x0=135.89470M=BL=-48.68X102.5=-4990.6NmmRR2MT=BL=135.89T2x102.5=13928.725NmmMWM2+M2=RT14795.8NmmBNaminTminMW_4442.1015MPaW28749.6M2891.25_005MPa2W2x28749.65baiT1aaTaamTm二610MPa二(0.450.

25、55二(0.250.27a-amaxmin2T-Tmaxmin2a+amaxmin2T+Tmaxmin2)50.5x610305MPa)50.26x610158.6MPab28-0.1528.1-0.052_28+0.1528.1+0.05213.75MPa4.03MPa14.1MPa4.1MPa查圖有1216,1217,1218表K5=1.88K=1.75=0.750=015申01tat=0.65T按法向應(yīng)力計算安全數(shù)值nao1305noko1.88O+0Ox13.92+0.15x14.1aom0.758.36按切向應(yīng)力計算安全數(shù)值nTt-1_158.6kTT+0T1.75x4.03+0.1

26、x4.1atm0.65總安全數(shù)值n=7.118.24x=7.11x/8.242+14.12軸頸和曲柄過渡彎曲應(yīng)力集中系數(shù)軸頸和曲柄過渡扭轉(zhuǎn)應(yīng)力集中系數(shù)2.8如上=4.86305=4.864.5x13.92+0.15x14.1=14158.6=142.8x4.03+0.1x4.1總安全數(shù)值n4.76x1474.762+142=4.68(153)經(jīng)過以上疲勞強度校核，可以看出該設(shè)計滿足疲勞強度，所以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。課程設(shè)計總結(jié)為期兩周的課程設(shè)計終于結(jié)束了，使我們明白了合作的重要性,兩周的時間說長也不長，怎么才能在這兩周里更好的運用學(xué)的知識來完成設(shè)計任務(wù)呢？這對我們來說既是一個挑戰(zhàn)也是一次鍛煉。把所學(xué)的知識在這次設(shè)計中和你自己的想法給結(jié)合起來并在自己的作品中體現(xiàn)出來，我認(rèn)為這才是我們的最終