【正文】 柄銷或連接兩相鄰曲柄銷的部位叫做曲柄，前者又稱為短臂，后者又稱為長(zhǎng)臂。顯然支承軸頸須與主軸頸同軸心。 ⑵ .軸頸 軸頸包 括主軸頸 ， 支承軸頸和曲柄銷。因前端一般均與原動(dòng)機(jī)或機(jī)泵外減速機(jī)相連接，并作為總扭矩的輸入端，故前端也叫輸入端。 曲軸典型結(jié)構(gòu)及各個(gè)部位 ⑴ .軸端 軸心線與曲軸旋轉(zhuǎn)中心同心的軸向端部叫軸端。 對(duì)于乳化液泵采用兩支承三曲拐曲軸型式，這種型式的曲軸因具支承少，使曲軸和機(jī)體的加式量減少，傳動(dòng)端裝配也簡(jiǎn)單。 24 曲軸設(shè)計(jì) 曲軸是把原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重要部件之一。安全系數(shù) S=1 ? ? 5341 ???? SK HHNH ?? MPa ? ? 4951 2 ???? SK HHNH ?? MPa ⑷ . 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ① .試算小齒輪分度圓直徑 Itd ，代入 ? ?H? 中極小值 由公式（ 43） ? ? 3 2523 1 )495 ( )()1( ? ?????? HEdtIt ZuuTKd ?? = ② .計(jì)算圓周速度 v 1 ?? ????? ndv It? m∕s ③ .計(jì)算齒寬 b 查表 107，取齒寬系數(shù) ?d? [21] ????? Itd db ? m ④ .計(jì)算齒寬和齒高之比 hb 模數(shù) ?? Zdm Itt mm 齒高 0 0 7 3 ???? tmh m ??hb ⑤ .計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù) 21 根據(jù) ?v m∕s， 7 級(jí)精度，查由圖 108 查得動(dòng)載荷系數(shù) [21] ?vK ，對(duì)于直齒輪，假設(shè) bFK tA 100N∕mm，查由表 [21]103 查得 ?? ?? FH KH ，查表102 查得使用安全系數(shù) 1?AK [21] 查表 104 查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí) [21] bK ddH 322 )( ?????? ??? 代入數(shù)據(jù)后 )( 322 ????????? ??HK 由 ?hb ??HK 查圖 [21]1013 得 ??FK 故載荷系數(shù) ?? HHvA KKKKK ? 9 6 2 ????? ⑥ .按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 331 ??? tIt KKdd m ⑦ .計(jì)算模數(shù) m ??? Zdm mm ⑸ .按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 211 )(2FsaadFYFZKTm ??? （ 44） 確定系數(shù) ① .查圖 1020C 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 5001 ?FE? MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 3802 ?FE? MPa[21] 22 ② .查圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK 、 ?FNK [21] ③ .計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞系數(shù) ?S ? ? ???? SK FEFNF ?? MPa ? ? ???? SK FEFNF ?? MPa ④ .計(jì)算載荷系數(shù) ?? FFVA KKKKK ? = 8 6 ???? ⑤ .查取齒形系數(shù) 由表 [21]105 查得 ?FaY ?FaY ⑥ . 查取齒形系數(shù) 由表 [21]105 查得 ?saY ?saY ⑦ .計(jì)算大小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 01 . 1 11 ???F SaFa YY ? ? ? 22 ???F SaFa YY ? ⑹ . 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由公式（ 44） 2 5 ??? ????m mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)23 度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，反與齒輪直徑（即模數(shù)和齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 進(jìn)行圓整為標(biāo)準(zhǔn)的值 3?m mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 801?d 算出小齒輪齒數(shù) ??? mdZ 通過(guò)圓整后取 231?Z 大齒輪齒數(shù) ???? iZZ ，取 552 ?Z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 ⑵ .選定精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ① .此機(jī)器為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 19 ② .選小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240 HBS ③ .選小齒輪齒數(shù) 241?Z ，大齒輪齒數(shù) ?? iZZ ，取 622 ?Z ⑶ .按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 23 1 )()1(HEdtIt ZuuTkd ?? ?? （ 43） ① .試選載荷系數(shù) ?tK ② .計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 21 ?????? TPT ③ .查表 107 選取齒寬系數(shù) 1?d? [21] ④ .查表 [21]106 查得材料的彈性影響系數(shù) az MPZ ? ⑤ .查圖 1021d 按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限 6002lim ?H? MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 5502lim ?H? MPa[21] ⑥ .計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查由表 1013 得 [21] 911 )1530082(11 4 8 06060 ?????????? hjLnN 992 ????N 式中 n ──齒輪轉(zhuǎn)速； j ──齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)； hL ──齒輪的工作壽命（單位為 h）。 由于從電動(dòng)機(jī)軸輸出的轉(zhuǎn)速過(guò)高，采用泵內(nèi)減速，即一級(jí)齒輪減速。 ⑶ .便于曲柄機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的拆裝，調(diào)整和檢修，便于機(jī)體內(nèi)部的清洗和潤(rùn)滑油的排放和更新 。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要有便于制造、加工的基準(zhǔn)面，以期能較好的保證各加工表面的幾何形狀、尺寸精度和形狀位置分差。 ⑵ .結(jié)構(gòu)上力求簡(jiǎn) 單，外形力求美觀。通常只用于要求往常移動(dòng)的泵。焊接機(jī)體多采用低碳鋼組焊而成，重要較輕，便于移動(dòng)。 一般講，鑄造機(jī)體具體有較高的剛度和抗震能力，穩(wěn)定性好，易于獲得所需的強(qiáng)度，生產(chǎn)周期短，成本也較低，因而在柱塞泵中廣為應(yīng)用。 ⑴ .作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的支承、定位及運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向用； ⑵ .承受或傳遞泵的作用力和力矩； ⑶ .作為液力端的支 承作用并用 來(lái) 安裝某些輔助設(shè)備。 17 圖 42 缸套組件 傳動(dòng)端主要零部件的設(shè)計(jì) 機(jī)體的組成及設(shè)計(jì) 機(jī)動(dòng)往復(fù)泵傳動(dòng)端主要由機(jī)體、曲軸、連桿、滑塊等主要零部件所組成。 ?dN kw 查表 32 Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)可知 [20]，選取 Y250M—4型電動(dòng)機(jī) P =55kw ?I A 1480?n r∕min ?? 功率因數(shù) 15 第四章 主要零部件的設(shè)計(jì) 液力端主要零部件的設(shè)計(jì) 液缸體壁厚的確定及強(qiáng)度校核 假定液缸體為一外圓半徑為 2r ，內(nèi)圓半徑為 1r 的等厚壁圓筒且壁厚 ? 相對(duì)16 輪?。?12 rr ? ）時(shí)，則可由薄壁筒公式確定壁厚： ? ? CPPD ??? ??? 1 10 2? m （ 41） 一般取 C=~(10 2? m)對(duì)于球墨鑄鐵 ??? =600~800 105 N/m2 式中 ? ──壁厚， 10 2? m； ? ──焊接系數(shù)，無(wú)焊接 ? =1； P ──缸內(nèi)最大工作壓力， 10MPa； 1D ──液缸體內(nèi)徑， 10 2? m； C ──考慮鑄造偏心及腐蝕所留的裕量。 柱塞直徑和行程的確定 13 電動(dòng)機(jī)的選擇 14 圖 31 Y250M—4 型電動(dòng) 表 31[20]原動(dòng)機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù) cK 泵的型號(hào) 電動(dòng)機(jī)的功率 KW 機(jī)動(dòng)泵 2? 6? 10? 20? 2 儲(chǔ)備系數(shù)cK 2 39。 由公式 [22] vvv KSnEDKA Sn EQtQ ???? )1(240)1(602 ????? vvm nZDKZUD ???? 240)1(832 ??? 10 9? m3 /s 式中 Q ──泵的實(shí)際流量 ,10 9? m3 /s； tQ ──泵的理論流量 ,10 9? m3 /s； v? ──泵的容積效率； 24DA ?? ──柱塞截面積， m2 ； D ──柱塞直徑， m； S ──柱塞行程長(zhǎng)度， m； n ──曲軸轉(zhuǎn)數(shù)（ rpm）或柱塞的每分鐘往復(fù)次數(shù) spm； Z ──泵的聯(lián)數(shù)（柱塞數(shù)）； K ──系數(shù) AArK ??1 （ Ar —柱塞桿截面積， m2 ） = 2)(1 DDr? （ rD —柱塞桿直徑， m）； 30snUm?──柱塞的平均速度， m∕s； 12 DS??──程徑比。 ⑻ .加工、制造工藝性好。 ⑹ .拆、裝、檢修方便，大型泵的傳動(dòng)端還應(yīng)考慮到傳動(dòng)端各零部件的起吊方式和措施。 ⑸ .傳動(dòng)端，尤其是立式泵傳動(dòng)端，應(yīng)考慮重心的穩(wěn)定性。 ⑶ .在結(jié)構(gòu)和尺寸要求允許的范圍內(nèi)，應(yīng)力求減小連桿比 )( l?? 這樣不僅可減小滑塊處的比壓，而且可減少慣性水頭的影響，從而可改善泵閥工作條件和泵的吸入性能。傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)型式選擇也應(yīng)和泵型及總體結(jié)構(gòu)型式選擇同時(shí)進(jìn)行，在選擇和設(shè)計(jì)傳動(dòng)端時(shí)應(yīng)遵循以下基本原則： 圖 21 乳化液泵總體結(jié)構(gòu)圖 1 機(jī)體 2 連桿 3 滑塊 4 曲軸 5 減速機(jī)構(gòu) 6 缸套組件 7 柱塞 10 ⑴ .傳動(dòng)端所屬主要零部件必須滿足泵最大柱塞力下 的 強(qiáng)度和剛度的要求。對(duì)直接作用泵，傳動(dòng)端即指動(dòng)力缸（汽缸、氣缸）等部件。對(duì)于臥式三聯(lián)單作用柱塞泵的液力端選用直通式。 ⑸ .易損件壽命長(zhǎng)，更換方便。 ⑶ .吸入閥和排出閥應(yīng)垂直布置，以利于閥板正常啟閉和密封，特殊情況下也可以傾斜和水平布置。 液力端結(jié)構(gòu)型式選擇 在往復(fù)泵上把柱塞從滑塊處脫開一直到泵的進(jìn)出口處的部件，稱為液力 端，液力端是介質(zhì)過(guò)流部分，通常由液缸體 ，活 塞和缸套或柱塞及其密封（填料箱）、吸入閥和排出閥組件、缸蓋和閥箱蓋以及吸入和排出集合管（或集液器）等所組成，液力端結(jié)構(gòu)型式的選擇應(yīng)與泵型及總體結(jié)構(gòu)型式時(shí)，應(yīng)遵循下述基本原則： ⑴ .過(guò)流性好，水力阻力損失小，為此，液流通道應(yīng)力求短而直，盡管避免拐彎和急劇的斷面變化。但當(dāng)把液力端置于上側(cè)時(shí)，則有所改善。 ⑶ .機(jī)械慣性力水平分力小，垂直分力大，而泵基礎(chǔ)有較強(qiáng)的承受垂直分力的能力，故對(duì)基礎(chǔ)要求不高。 立式泵的共同特點(diǎn)： ⑴ .高度方向尺寸較大，廠房高，但長(zhǎng)、寬方 向尺寸小，、占地面積少。 ⑷ .臥式泵的機(jī)械慣性力水平分力較大，而泵的基礎(chǔ)承受水平分力的能力又較差，故臥式泵對(duì)基礎(chǔ)的強(qiáng)度和剛度要求較高。 ⑵ .機(jī)組在高度方向尺寸時(shí)，不需要很高的廠房；但在長(zhǎng)、寬方向尺寸較大時(shí) ,占地面積則較大。 臥式泵及其共同特點(diǎn) 液缸或柱塞中心線為水平布置的泵，均稱為臥式泵。 ⑶ .由于結(jié)構(gòu)上的原因，隔膜泵的余隙容積較大，而且在泵的吸入過(guò)程中需要額外克服隔膜變形的阻力，故隔膜泵吸入性能較差，容積效率也較低。 ⑵ .為了保證隔膜的強(qiáng)度和使用壽命，隔膜的彈性變形撓度通常很小，故對(duì)隔膜泵來(lái)講，隔膜工作腔的行程容積不可能很大，否則其徑向尺寸就會(huì)很大。因此，隔膜泵適于輸送易燃、易爆、劇毒、惡臭以及具有放射性等對(duì)人體有害的介質(zhì)，也用于輸送純度高、價(jià)格昂貴的物料。 7 隔膜泵及其特點(diǎn) 泵的液力端借助于隔膜（膜片、波紋管等）來(lái)組成工作腔，以隔膜周期彈性變形來(lái)代替柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的泵，稱為隔膜泵。 ⑵ .由于結(jié)構(gòu)的原因，柱塞泵大多制成單作用的，幾乎不制成雙作用泵。相應(yīng)的泵稱為柱塞泵 . 柱塞泵的特點(diǎn)： ⑴ .柱塞泵的柱塞形狀簡(jiǎn)單，柱塞直徑可制得很小，但不宜過(guò)大目前所見(jiàn)到的柱塞直徑范圍大多在 D =3 ～ 150（ 10 3? m） ,個(gè)別的達(dá) 。例如：簡(jiǎn)易水壓試驗(yàn)，簡(jiǎn)易農(nóng)藥噴霧、農(nóng)村簡(jiǎn)易深井提水，食品工業(yè)提升液狀物以及簡(jiǎn)易消防用泵等。泵的額定排出壓力則與泵的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，液力端密封質(zhì)量及人力大小有關(guān)。 手動(dòng)泵的特點(diǎn)： ⑴ .泵的流量和均勻度均無(wú)定 值 ，它取決于人力在單位時(shí)間內(nèi)的操作次數(shù)和操作均勻程度。目前，蒸汽直接作用泵主要用于輸送石油及其副產(chǎn)