【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(fù)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(diǎn)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(yīng)按疲勞強(qiáng)度校核，但在實(shí)際計(jì)算過程中為了簡化計(jì)算過程，往往把曲柄所受載荷看成是內(nèi)應(yīng)力幅等于最大內(nèi)應(yīng)力的對稱循環(huán)載荷。略去應(yīng)力集中和尺寸系數(shù)對計(jì)算結(jié)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(fù)雜的疲勞強(qiáng)度校核具有靜強(qiáng)度校核的簡單形式，即用靜強(qiáng)度校核 代替疲勞強(qiáng)度校核。 ⑴ .靜強(qiáng)度校核 靜強(qiáng)度校核時(shí)，首先要判定曲軸可能產(chǎn)生最大內(nèi)應(yīng)力的截面（危險(xiǎn)截面）及其相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角相位 ?（危險(xiǎn)相位），對于三聯(lián)單作用泵，因?yàn)橛腥齻€(gè)曲柄轉(zhuǎn)角相錯(cuò) 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(nèi)力的相位，一般講應(yīng)該至少每隔 10??? 176。，求出一系列的曲柄外力和需要截面的內(nèi)力，從中尋找最大值，從而來確定危險(xiǎn)相位，顯然，這一計(jì)算過程是相當(dāng)煩瑣的。此外，由查表 57 計(jì)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(yīng)截面的合成效果，而且按某一強(qiáng)度理論進(jìn)行合成時(shí)，截面的實(shí)際應(yīng)力還應(yīng)與截面形狀尺寸有關(guān)，也就是說，內(nèi)力最大的截面，未必是內(nèi)應(yīng)力最大的截面。 對兩支點(diǎn)三拐曲軸，按表 56， 57[22]順序進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算并且假定表 57[22]那 23 個(gè)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(gè)的矢量，和 222 zyx MMM ?? 分別求出了對應(yīng)的 maxxM 、 maxyM 、 maxZM 以及矢量和的相位角 1? 這一計(jì)算結(jié)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(shí)產(chǎn)生，這正是各軸頸產(chǎn)生最大內(nèi)力的危險(xiǎn)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(diǎn)（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(nèi)力數(shù)值上大體相同實(shí)際上只校核 6 和 12 兩個(gè)截面就可以了。 ③ 短臂曲柄截面 2 雖然內(nèi)力和較小，但截面尺寸也小，因此也不能忽略。實(shí)際計(jì)算表明，對應(yīng)內(nèi)力矢量和最大的危險(xiǎn)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(diǎn)三拐曲軸靜強(qiáng)度校核截面通?？稍谙率鰩讉€(gè)截面中選取，即危險(xiǎn)截面： wCxAzy1 23x4yzyz5 67yy yzzx xxxxxzzzyyyx891011 12 131415161718 19 20212223 Bzy 圖 49 兩支點(diǎn)三拐曲軸的計(jì)算截面的選取 Ⅰ .第二曲柄銷中點(diǎn)，相應(yīng)查表 57 中的截面 12[22]，對應(yīng)的危險(xiǎn)相位是01 ???? 、 224 PDP ?? 。 Ⅱ .長拐的兩個(gè)長臂中點(diǎn)，相應(yīng)查表 57 中截面 9 和 16[22]，但因兩截面應(yīng)力值相近，只校核一個(gè)就夠了。 Ⅲ .輸入端主軸頸的根部（與曲柄 1 相接處），此處內(nèi)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(nèi)力小于長臂中點(diǎn)截38 面的內(nèi)力，但因此處曲柄較薄，也應(yīng)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(shí)可略去。 不論軸頸或曲柄截面，靜強(qiáng)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(qiáng)度， 105 N/m2 。當(dāng)曲軸材料為 40 或 45號(hào)鋼時(shí) 340025001 ???? ,105 N/m2 ； ? ──危險(xiǎn)截面上危險(xiǎn)點(diǎn)的正應(yīng)力 ,105 N/m2 ； ? ──危險(xiǎn)截面上危險(xiǎn)點(diǎn)的切應(yīng)力 ,105 N/m2 ； n ──計(jì)算的安全系數(shù)； ??n ──許用安全系數(shù)，通常取 ??n =～ 。 ⑵ .危險(xiǎn) 截面應(yīng)力計(jì)算 危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力 ? 、 ? 的計(jì)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(yīng)力計(jì)算 兩支點(diǎn)三拐曲軸頸上各截面應(yīng)力計(jì)算有如下特點(diǎn)：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(guān)系： xwywZ ZZZ 21??查表（ 58） [22] 表 42 曲軸常用斷面幾 何特性計(jì)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(qiáng)度校核截面的選取 ⑶ 軸頸截面的靜強(qiáng)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(xiǎn)相位角 0?? 176。材料的彎曲疲勞極限 1?? =2500～ 3400（ 45 號(hào)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(jì)算安全系數(shù) n 由公式（ 419） 2221 zyxwz MMMZn ??? ?? = 由計(jì)算結(jié)果可知，大 于許用安全系數(shù)，符號(hào)條件。 連桿設(shè)計(jì) 連桿是傳動(dòng)端曲柄連桿機(jī)構(gòu)中連接曲軸和滑塊的部件，連桿的運(yùn)動(dòng)是一平41 面運(yùn)動(dòng)。可以把連桿運(yùn)動(dòng)看成是沿液缸中心線移動(dòng)和繞滑塊擺動(dòng)的兩種簡單的運(yùn)動(dòng)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(jié)構(gòu) 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(jī)加工，但在獲得同樣強(qiáng)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(qiáng)度和剛度的條件下具有最小的運(yùn)動(dòng)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?yàn)橥鶑?fù)泵多采用曲拐，為了便于拆裝和對大頭軸瓦間隙進(jìn)行調(diào)整，連桿大頭制成剖分式結(jié)構(gòu)，即連桿大頭由連桿蓋和連桿體所組成并用兩只螺栓連結(jié)成一體。連桿螺栓承受交變載荷，螺母處應(yīng)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(dòng)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(hù)桿體不致報(bào)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(nèi)，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(shí)的應(yīng)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(shè)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求 ① .連桿應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，工作時(shí)不致破壞或彎曲變形。 ② .大、小頭結(jié)構(gòu)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(yīng)盡可能選取合理的外形、截面尺寸、減輕重量，即可減少運(yùn)動(dòng)質(zhì)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(shí)垂直于連桿體中心線方向的竄動(dòng)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(shí)，適合于大頭定位，大頭采用薄壁瓦時(shí)，因沒有翻邊，故不適合大頭定位，特別是大頭為閉式結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝滾動(dòng)