【正文】 算和氣體力曲線的做法有圖解法和解析法兩種，主要使用一種比較簡(jiǎn)明的解析法。此時(shí)的 α為相對(duì)余隙容積 ）。 排氣過程 23： 排氣過程壓力不變， 是等于 pd 的等壓線， p=pd。 進(jìn)氣過程 41： 吸氣過程壓力不變， 是等于 ps 的等壓線， p=ps。 以上為蓋側(cè)氣體力的計(jì)算。 軸側(cè)氣缸氣 體力的計(jì)算：活塞的軸側(cè)與大氣相通，所以軸側(cè)氣體力為一常數(shù)，即：P1=p0F1=106=。 sRIPP ???? （ 59） 上式 的 各種力都是曲柄轉(zhuǎn)角的函數(shù)， 因而 綜合活塞力，也隨曲柄轉(zhuǎn)角 ? 而變化。 列的綜合活塞力和切向力計(jì)算結(jié)果見表 54。） 慣性力 I 往復(fù)摩擦力 Rs 氣體力 軸側(cè)（ +） 蓋側(cè)（ ） 綜合活塞力 ?P ???cos )sin( ? 切向力 T 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 190 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 27 頁(yè) 共 34 頁(yè) 軸向轉(zhuǎn)角 α（ 176。 總平均切向力的公式： rmm RTT ??? （ 512） 用熱力學(xué)中計(jì)算所得出的軸功率計(jì)算平均切向力 Tm′′來校核 所作切向力圖的正確性 ，公式為： zm 30 NrnT ??? （ 512） 即切向力圖的準(zhǔn)確性進(jìn)行如下驗(yàn)證： 切向力圖中曲線和橫坐標(biāo)所包圍的總面積： A=，橫坐標(biāo)的長(zhǎng)度為 l=360mm，圖中 mt=1kN/mm，求的平均 切向力 Tm=。所作切向力圖能達(dá)到精度要求。 某列的曲柄錯(cuò)角比基準(zhǔn)列超前，則超前列所超前的角度應(yīng)與基準(zhǔn)列的 0176。） 第一列切向力 第二列切向力 第三列切向力 總切向力 0 0 10 20 30 40 50 60 0 70 80 90 100 110 120 0 130 140 150 160 170 180 0 190 200 210 220 230 240 0 250 0 260 270 280 290 300 0 310 0 320 330 340 350 360 0 由表 55 中的數(shù)據(jù)，以曲柄轉(zhuǎn)角 а為橫坐標(biāo)，總切向力 T 為縱坐標(biāo)，作總切向力圖，如圖 53 所示。飛輪的主要材料是 HT150 及 HT200 灰鑄鐵，當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，有的用 Z35 鑄鋼及鍛鋼制作。有時(shí)在飛輪輪緣上鉆孔或在內(nèi)圈上安裝齒輪圈作為盤車來用。 設(shè)計(jì)中采用的是皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)， δ≤1/30~1/40，取 δ=1/35。已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一。再通過熱力學(xué)計(jì)算確定氣缸的直徑和電機(jī)的型號(hào)。由于自身專業(yè)知識(shí)不足及時(shí)間緊湊的關(guān)系，設(shè)計(jì)中可能存在著很多不足之處，但是我會(huì)在今后的學(xué)習(xí)和工 作中不斷的努力和提高的。也借此機(jī)會(huì)感謝四年來幫助我的同學(xué)，這樣不摻雜質(zhì)純粹的師生情，同學(xué)情是 我生命中不可缺少的財(cái)富，是我一輩子都會(huì)牢記的深厚的情誼。是朱老師一絲不茍的工作態(tài)度，及對(duì)我們的嚴(yán)格要求，一遍遍不懈的指導(dǎo)我們，一遍遍細(xì)心的挑出我們的錯(cuò)誤，一遍遍堅(jiān)持的細(xì)說我們的問題。最后通過動(dòng)力學(xué)計(jì)算得到活塞的受力情況，計(jì)算飛輪矩。 在本次設(shè)計(jì)中，從往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的工作原理出發(fā)，結(jié)合 W 型壓縮機(jī)的特點(diǎn)，考慮到多個(gè)方面：綜合因素、設(shè)計(jì)最 優(yōu)化、結(jié)構(gòu)合理化。 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 32 頁(yè) 共 34 頁(yè) 結(jié) 束 語(yǔ) 往復(fù)式活塞壓縮機(jī)的技術(shù)已趨于成熟并 廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，市場(chǎng)占有量相當(dāng)大。為了電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，必須把壓縮機(jī)的 ? 限制在某一范圍內(nèi)。 直徑大的飛輪也有做成組合結(jié)構(gòu)的。 圖中： f1=323mm2,； f2=358mm2； f3=35mm2； △ fmax=358mm2。 根據(jù)各列的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，對(duì)各列的切向力進(jìn)行疊加，將結(jié)果列表 55 中。 習(xí)慣上壓縮機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)側(cè)（或低壓側(cè)）的第 Ⅰ 列作為基準(zhǔn)列，其余的列則按該列曲柄相對(duì)基準(zhǔn)列曲柄的錯(cuò)角，順曲軸轉(zhuǎn)向一一疊加。 計(jì)算得到的平均切向力為 Tm′′=。 圖 52 列的切 向力曲線圖 5． 6 計(jì)算平均切向力并校核作圖誤差 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 28 頁(yè) 共 34 頁(yè) 切向力圖中 Tα曲線與橫坐標(biāo)所包圍的面積，表示壓縮機(jī)一轉(zhuǎn)中所消耗功的大小。） 活塞位移 x（ mm） 膨脹過程 p 進(jìn)氣過程 p=ps 壓縮過程 p 排氣過程 p=pd 蓋側(cè)氣體力 （ kN） 0 0 8 10 20 30 40 1 50 1 60 1 70 1 80 1 90 1 100 1 110 1 120 1 130 1 140 1 150 1 160 1 170 1 180 1 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 26 頁(yè) 共 34 頁(yè) 300 曲柄轉(zhuǎn)角 α（ 176。 5． 5 列的切向力計(jì)算 連桿力作用于曲柄銷上的力可分解為 ： 切向力 、 法向力， 并 且規(guī)定與曲軸旋轉(zhuǎn)方向相反的切向力為 正值。 當(dāng)壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其氣體力、往復(fù)慣性力及往復(fù)摩擦力同時(shí)存在， 且 都沿氣缸中心線方向，這些力的代數(shù)和稱為壓縮機(jī)列的綜合活塞力 P? 。時(shí)，活塞在外止點(diǎn)，所以膨脹過程應(yīng)從內(nèi)止點(diǎn)（ α=180176。求出相應(yīng)的 x，將 x 代入式（ 56）、（ 57）中，分別求出壓縮過程及膨脹過程的一系列壓力 p 值。 蓋側(cè)氣缸的氣體膨脹過程從外止點(diǎn) (? =0176。 蓋側(cè)氣缸的氣體壓縮過程從內(nèi)止點(diǎn) (? =180176。它的橫坐標(biāo)是以活塞位移x 表示的。一般蓋側(cè)氣體力為負(fù)，軸側(cè)氣體力為正。 5． 3 氣體力計(jì)算 氣體力是氣體作用在活塞上的力，又稱活塞力。旋轉(zhuǎn)摩擦力消耗的功率約占總摩擦功率的（ 30~40） %，計(jì)算公式為： snNR ??60)11)(~(mr??? （ 56） 旋轉(zhuǎn)摩擦力是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的被折算成作用于曲柄銷上阻止曲軸旋轉(zhuǎn)的摩擦力。~360176。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，一般往復(fù)摩擦力所消耗的功率占總 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 22 頁(yè) 共 34 頁(yè) 的機(jī)械摩擦功率 Nm的（ 60~70） %，即： snNsnNR260)11)(~(260)~( mms????? ? （ 55） 式中： Nm— 總摩擦功率 ， kW。） cosα+λcos2α I α（ 176。 ）一轉(zhuǎn)的變化值，得： I=(cosα+)=(cosα+)（ N） 將計(jì)算結(jié)果列于表 52 中。從牛頓第二定律知慣性力等于質(zhì)量與加速度的乘積，且慣性力的方向恒與加速度方向相反，所以由往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量所產(chǎn)生的往復(fù)慣性力為： )2c o s( c o s2 ???? ?? rmI s （ 54） 式中： ω— 曲柄的選擇角速度 ， 其值為 πn/30， rad/s； α— 曲柄轉(zhuǎn)角， 176。把連桿質(zhì)量分解成兩部分：一部分（小頭部分）隨活塞組件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；一部分（大頭部分）隨曲柄銷作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)設(shè)計(jì)選用的活塞無活塞桿和十字頭，所以活塞組件的質(zhì)量 mp 包括活塞的質(zhì)量、活塞環(huán)的質(zhì)量、刮油環(huán)的質(zhì)量和活塞銷的質(zhì)量。對(duì) W 型壓縮機(jī)，各列往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相等（即 ms′=ms′′=ms），氣缸中心線夾角為 60176。 工字形的截面寬度 Bm是不變的，其高度變化一般?。? 在 l′=(~)d1處： H′= （ 426） 在 l′′=(~)D1處： H′′= Hm （ 427） 則 l′=24=，取 l′=20mm； H′=20=16mm，取 H′=20mm。 Fm=177mm2。 連桿桿體結(jié)構(gòu)尺寸的確定 （ 1） 桿體中間截面的尺寸 4m (1 6 .5 ~ 2 4 .5 ) 1 0dP ??? （ 422） 式中： dm— 桿體中間截面面積的當(dāng)量直徑， mm； P— 列的最大活塞力， N。 連桿的寬度 在工藝上考慮連桿大小頭寬度取相等。 連桿大頭瓦尺寸的確定 目前大多數(shù)壓縮機(jī)考慮到制造、維修的便利，選擇軸瓦的材料為 ChSnSb116，取大頭瓦內(nèi)徑為曲柄銷直徑 近似，取 D=39 mm，參考工廠圖紙，厚度 S= mm，寬度 b=18 mm。λ 越 大， 越 容易使連桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)與滑道壁相碰； λ 值 越小 ，壓縮機(jī)外形 變 大。在連桿的大頭小頭處分別 設(shè)置大小軸瓦，以方便裝配調(diào)整，降低連桿的磨損。因此，在連桿設(shè)計(jì)中，要保證連桿具有足夠的結(jié)構(gòu)剛度和疲勞強(qiáng)度，并最大限度地減緩應(yīng)力集中 [10]。 那么 ， 將 D=38mm 代入式（ 418）中，解得 t=（ ~） mm，參考工廠圖紙，可取 t=25 mm。 軸頸長(zhǎng)度 軸頸長(zhǎng)度要與軸