【正文】 =4396 ⑶ .活塞受拉為正 ?01 ??? ?? ?2402 ???? 03 120???? 43961 ??P 43962 ??P 03?P ⑷ .綜合柱塞力 mPIPP ??? ?39。 （ 412） 式中 P ──活塞力， 10N ?I ──往復慣性力， 10N mP ──摩擦力， 10N 一般情況下因與柱塞力比較，摩擦力很小可以略去。 由公式（ 412） 39。1 ??? P 39。2 ??P 39。3 ??P ⑸ .連桿活塞力 ?cos39。ici PP ? （ 413） i?cos 查表（ 44）由公式（ 413）可知[22]0 35 ??cP ??cP = = ??cP = ⑹ .徑向力 hiicii IPR ??? )c o s ( ?? （ 414） )cos( ii ?? ? 通過查表 46[22] 由公式（ 414） hc IPR ??? )c o s ( 1111 ?? hc IPR ??? )c o s ( 2222 ?? = = hc IPR ??? )c o s ( 3333 ?? = ⑺ .切向力 )s in ( iicii PT ?? ?? （ 415） )sin( ii ?? ? 通過查表 45[22] 由公式（ 415） 得 01?T 36902 ??T ?T ⑻ .輸入扭矩 )( 321 ????? rTTTM 通過查表 56 兩支點三拐曲軸可知 [22] 13483?AyN 1096??AZN 9182?BYN ??BZN 4931 6379 36 查表 55[22] iAZiAyA C i NNN ?? c o ss in ?? （ 416） 由公式（ 416） 10961 ?ACN ??ACN ??ACA 1096 3722 由于曲軸承受交變載荷，其破壞形式多半是由疲勞引起的，因此，在通常情況下，應按疲勞強度校核，但在實際計算過程中為了簡化計算過程，往往把曲柄所受載荷看成是內應力幅等于最大內應力的對稱循環(huán)載荷。略去應力集中和尺寸系數(shù)對計算結果的影響而代之以選用較大的安全系數(shù)，這樣一來，就可使復雜的疲勞強度校核具有靜強度校核的簡單形式，即用靜強度校核 代替疲勞強度校核。 ⑴ .靜強度校核 靜強度校核時，首先要判定曲軸可能產(chǎn)生最大內應力的截面（危險截面）及其相應的曲柄轉角相位 ?（危險相位），對于三聯(lián)單作用泵，因為有三個曲柄轉角相錯 120176。的柱塞在工作，上述位置并不包括一切可能產(chǎn)生最大內力的相位，一般講應該至少每隔 10??? 176。，求出一系列的曲柄外力和需要截面的內力，從中尋找最大值，從而來確定危險相位，顯然，這一計算過程是相當煩瑣的。此外，由查表 57 計算 [22]所求得的 xM 、 yM 、 zM ， B 的單向最大值，還不能全面反映對應截面的合成效果，而且按某一強度理論進行合成時，截面的實際應力還應與截面形狀尺寸有關，也就是說，內力最大的截面，未必是內應力最大的截面。 對兩支點三拐曲軸，按表 56， 57[22]順序進行詳細計算并且假定表 57[22]那 23 個截面都具有直徑相同的圓形截面的斷面模數(shù)下，求出 Zyx MMM 三個的矢量，和 222 zyx MMM ?? 分別求出了對應的 maxxM 、 maxyM 、 maxZM 以及矢量和的相位角 1? 這一計算結果表明： ① . 所 有 軸 頸 兩 端 主 軸 頸 和 各 曲 柄 銷 各 截 面 的 矢 量 和 最 大 值37 （ 222 zyx MMM ?? ） max 均在 01 ???? 176。，224 PDP ??時產(chǎn)生，這正是各軸頸產(chǎn)生最大內力的危險相位。 ② .在假定各軸頸截面尺寸相同情況下，在第 Ⅱ 曲柄銷中點（截面 12）截面最大，其次是截面 13 處，再次是截面 6 和 19，截面 6 和 9 最大內力數(shù)值上大體相同實際上只校核 6 和 12 兩個截面就可以了。 ③ 短臂曲柄截面 2 雖然內力和較小，但截面尺寸也小，因此也不能忽略。實際計算表明，對應內力矢量和最大的危險相位角是：對截面 9 為 1201 ???? 176。對截面 16 為 3001 ???? 176。對截面 2 為 01 ???? 176。 總上所述，對于兩支點三拐曲軸靜強度校核截面通常可在下述幾個截面中選取，即危險截面： wCxAzy1 23x4yzyz5 67yy yzzx xxxxxzzzyyyx891011 12 131415161718 19 20212223 Bzy 圖 49 兩支點三拐曲軸的計算截面的選取 Ⅰ .第二曲柄銷中點，相應查表 57 中的截面 12[22]，對應的危險相位是01 ???? 、 224 PDP ?? 。 Ⅱ .長拐的兩個長臂中點，相應查表 57 中截面 9 和 16[22]，但因兩截面應力值相近，只校核一個就夠了。 Ⅲ .輸入端主軸頸的根部（與曲柄 1 相接處），此處內力比第 Ⅱ 曲柄銷中心小，但因直徑尺寸也小，因此要校核，如果此處直徑與曲柄直徑相接近，可不必校核。 Ⅳ .接近輸入端主軸頸的第一曲軸的軸頸重疊處，此處內力小于長臂中點截38 面的內力，但因此處曲柄較薄，也應校核，如果此處曲柄厚度與長臂曲柄厚度接近且重疊度較大時可略去。 不論軸頸或曲柄截面，靜強度校核的公式： ? ?nn ??? ? 22 1 4?? ? (417) 式中 1?? ──曲軸材料的對稱彎曲疲勞強度， 105 N/m2 。當曲軸材料為 40 或 45號鋼時 340025001 ???? ,105 N/m2 ； ? ──危險截面上危險點的正應力 ,105 N/m2 ； ? ──危險截面上危險點的切應力 ,105 N/m2 ； n ──計算的安全系數(shù)； ??n ──許用安全系數(shù)，通常取 ??n =～ 。 ⑵ .危險 截面應力計算 危險截面危險點應力 ? 、 ? 的計算，可分為軸頸（圓形）截面和曲柄（非圓形）截面幾種形式： ① .軸頸截面應力計算 兩支點三拐曲軸頸上各截面應力計算有如下特點：沒有軸向力（ 0?B ，查表57） [22]繞 Z 軸和繞 y 軸的抗彎斷面模數(shù)相等且與繞 X 軸的抗扭斷面模數(shù)存在這樣的關系： xwywZ ZZZ 21??查表（ 58） [22] 表 42 曲軸常用斷面幾 何特性計算公式 截面形狀 公式 面積 A (10 4? m2 ) 24dA ?? 抗彎斷面慣性距 zyJJ (m2 ) 644dJJ zy ??? 39 抗彎斷面模數(shù) WzWyZZ (106? m2 ) 323dZZ wzwy ??? 抗扭斷面慣性矩 xJ ( 10 8? m2 ) 324dJx ?? 抗扭斷面模數(shù) xZ (10 6? m2 )) 163dZx ?? 形心至斷面邊緣距離 zyee (10 2? m) 2dee zy ?? wzZyZ MM 22 ??? 105 N/m2 (418) 式中 yM 、 zM 、 xM ──分別是校核截面繞 y 軸繞 Z 軸的彎矩和繞 X 軸的扭矩 ,105 N/m2 ； wzZ 、 xZ ──分別是校核截面繞 Z 軸的抗彎斷面模數(shù)和繞 X 軸的抗扭斷面模數(shù)。 11332244 圖 410 曲軸強度校核截面的選取 ⑶ 軸頸截面的靜強度校核 ① .校核截面 11，截面的位置垂直于輸入端主軸頸主軸頸與曲柄相接處，危險相位角 0?? 176。材料的彎曲疲勞極限 1?? =2500～ 3400（ 45 號鋼） 105 N/m2 ，許用安全系數(shù) ??n ， ?n 40 繞 X 軸的扭矩 xM ， 105 N/m2 rTTTMM x )( 321 ???? = 繞 y 軸彎矩 yM ， 105 N/m2 ?yM AEcZ NtleF ??? )2( 11 )2( 11 tl ? = 繞 Z 軸彎矩 zM ， 105 N/m2 Aycyz NtleFM ???? )2( 11 )2( 11 tl ? = 抗彎斷面模數(shù) wzZ ， 10 6? m3 3221 31DZZZ xwyWZ ???? =6280 把公式（ 418）代入（ 417）得公式 2221 zyxwz MMMZn ??? ?? ??n? （ 419） 計算安全系數(shù) n 由公式（ 419） 2221 zyxwz MMMZn ??? ?? = 由計算結果可知，大 于許用安全系數(shù)，符號條件。 連桿設計 連桿是傳動端曲柄連桿機構中連接曲軸和滑塊的部件，連桿的運動是一平41 面運動?？梢园堰B桿運動看成是沿液缸中心線移動和繞滑塊擺動的兩種簡單的運動的合成。 連桿與曲軸相連的一頭稱為大頭，與滑塊相連的一頭稱為小頭。 通常連桿由連桿體、連桿蓋、大頭軸瓦、小頭襯套以及連桿螺栓、連桿螺母等所組成 。 1 大頭軸瓦 2 連桿螺母 3 連桿蓋 4 連桿螺栓 5 連桿體 6 小頭襯套 圖十一 連桿結構 ⑴ .連桿體 桿體截面形狀有圓形，工字形，矩形和十字形幾種形式。圓形截面桿體最容易機加工，但在獲得同樣強度和剛度的條件下，其金屬利用率低，該型式主要用于低速，大型和小批生產(chǎn)的連桿。工字形截面的桿體和其他形狀截面桿體相比較，在同樣強度和剛度的條件下具有最小的運動量，但毛坯一般是鑄成和模鍛成的，該型適合于高速輕型和大批生產(chǎn)的連桿。矩形和十字形截面桿體的材料利用率大體上介于前述兩者之間，毛坯一般為鑄件，采用也十分廣泛，所以通過比較選 用工字形截面的桿體。 ⑵ .連桿大頭 因為往復泵多采用曲拐，為了便于拆裝和對大頭軸瓦間隙進行調整，連桿大頭制成剖分式結構，即連桿大頭由連桿蓋和連桿體所組成并用兩只螺栓連結成一體。連桿螺栓承受交變載荷，螺母處應備有防松裝置。常用的最佳防松方式：冠形螺母加開口銷，也有的在螺母下加止動彈簧墊圈。 42 大多數(shù)連桿的剖分式大頭均采用連桿螺栓連接，一旦螺栓拉斷，可保護桿體不致報廢，但也有少數(shù)連桿采用螺釘連接，即把螺釘直接旋入桿體大頭處的螺孔內，連接連桿蓋。這種連接可使桿體不必像螺栓連接那樣在桿體大頭背部劃一平窩，從而減小桿體 工作時的應力集中。 為了保證連桿蓋與桿體的裝配位置不變，在兩者間設有定位銷釘，定位套筒或具有定位凸頸的連桿螺栓。 ⑶ .連桿小頭 連桿小頭均制成整體式，小頭形狀有圓形，偏心圓和球形等不同形式，對于此次設計采用圓形，小頭與滑塊連接方式為球面整體式連接。 ⑴ .一般設計要求 ① .連桿應具有足夠的剛度和強度，工作時不致破壞或彎曲變形。 ② .大、小頭結構合理，適合裝配有足夠承載能力的軸瓦或軸承。 ③ .在滿足上述條件下，應盡可能選取合理的外形、截面尺寸、減輕重量，即可減少運動質量也有利于加工制造和拆裝 。 ⑵ .連桿定位 連桿定位是用來限制連桿在工作時垂直于連桿體中心線方向的竄動的，定位方式可分為大頭定位和小頭定位兩種。 大頭采用厚壁軸瓦或小頭采用球面連接時，適合于大頭定位，大頭采用薄壁瓦時，因沒有翻邊，故不適合大頭定位，特別是大頭為閉式結構，內裝滾動