【正文】 )2c o s( c o s2 ??? ??? mr wI （ ） maI? （ ） 表 44 往復(fù)慣性力的計(jì)算 曲柄轉(zhuǎn)角 活塞加速度 往復(fù)慣性力 α )/( 2sma 0? 15? 30? 45? 60? 75? 90? 105? 120? 135? 150? 165? 180? 195? 210? 225? 240? 255? 270? 285? 300? 315? 330? 345? 224． 585 360? 摩擦力的計(jì)算 接觸面間產(chǎn)生的摩擦力，其值取決于彼此間的正壓力及摩擦系數(shù)。摩擦力大小隨曲軸轉(zhuǎn)角而變化，且規(guī)律比較復(fù)雜，因?yàn)槟Σ亮ο鄬?duì)于慣性力和氣體力要小的多，在下面的作用力分析中，不予考慮。 表 45 綜合活塞力的計(jì)算 曲柄轉(zhuǎn)角 α 氣體力 往復(fù) 慣性力 綜合活塞力 0? 9380 9143 15? 4860 4635 30? 1939 1751 45? 972 838 60? 929 858 75? 929 921 90? 929 977 105? 929 1020 120? 929 1047 135? 929 1063 150? 929 1070 165? 929 1071 180? 929 1072 195? 943 1085 210? 984 1125 225? 1059 1193 240? 1185 1304 255? 1386 1476 270? 1713 1760 285? 2275 2267 300? 9400 9329 315? 9400 9265 330? 9400 9212 345? 9400 224． 585 9175 360? 9400 9163 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 列的活塞力圖如下： 圖 列的活塞力圖 切向力的計(jì)算及切向力曲線的繪制 切向力計(jì)算公式： )s in12 2s in(s in 2 ?? ??? ??? pTT （ ） 表 46 總切向力計(jì)算 曲柄轉(zhuǎn)角 總切向力 活塞力 α T pT 0? 0 9143 15? 2355 4635 30? 1267 1751 45? 745 838 60? 854 858 75? 951 921 90? 977 977 105? 917 1020 120? 772 1047 135? 558 1063 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 續(xù)表 46 曲柄轉(zhuǎn)角 總切向力 活塞力 α T pT 150? 296 1070 165? 10 1071 180? 0 1072 195? 551 1085 210? 814 1125 225? 1061 1193 240? 1298 1304 255? 1524 1476 270? 1760 1760 285? 2038 2267 300? 6876 9329 315? 4861 9265 330? 2548 9212 345? 88 9175 360? 0 9163 總切向力曲線圖 ： 總切向力曲線圖40002020020204000600080000176。 60176。 120176。 180176。 240176。 300176。 360176。）總切向力（N） 圖 總切向力曲線圖 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 飛輪矩的確定 由表 46 計(jì)算的切向力求平均切向力： 8 6241 4 0 8 624241 ??? ??imTT N （ ） 阻力矩： TrMy ? （ ） 驅(qū)動(dòng)力矩： rTM md ? （ ） 表 47 驅(qū)動(dòng)力矩與阻力矩計(jì)算 曲柄轉(zhuǎn)角 總切向力 平均切向力 阻力矩 驅(qū)動(dòng)力矩 rad T mT yM dM 0 0 0 2355 1267 745 854 951 977 917 772 558 296 10 0 0 551 814 1061 1298 1524 1760 2038 6876 4861 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 續(xù)表 47 曲柄轉(zhuǎn)角 總切向力 平均切向力 阻力矩 驅(qū)動(dòng)力矩 rad T mT yM dM 2548 88 0 0 表 48 盈虧功計(jì)算表 曲柄轉(zhuǎn)角（ rad） )(?dM )(?yM yd MM ? 面積 0 0 0 0 0 繪制能量變化圖如下： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 能量變化圖 盈虧功的絕對(duì)值： mNsS ??? ? （ ） 平均角速度： sr adm /)(21 m inm a x ??? ??? （ ） 由于原動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)，允許壓縮機(jī)有較大的旋轉(zhuǎn)不均勻度，可取 ?? 301 。工作部件的作用是用來(lái)構(gòu)成工作容積和防止氣體泄漏，它有氣缸、氣閥等，運(yùn)動(dòng)部件用于傳遞動(dòng)力，它包括曲軸、連桿等。曲軸連桿機(jī)構(gòu)包括曲軸、連桿、等組件。由于它承受很大的交變載荷和磨損，所以對(duì)其疲勞強(qiáng)度和耐磨性較高。本設(shè)計(jì)采用QT6003 鑄造，因?yàn)榍蚰T鐵不僅加工方便，而且疲勞強(qiáng)度，耐磨性都優(yōu)于鋼。 曲軸的一般結(jié)構(gòu)形式：一根曲軸至少具有三個(gè)部分，即主軸頸、曲柄和曲柄銷（或稱連桿軸頸），如圖 所示。 圖 曲軸的組成部分 在曲軸上往往還裝有平衡鐵，其目的是平衡角度式壓縮機(jī)中旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)慣性力。平衡鐵通常做成扇形，其徑向尺寸以旋轉(zhuǎn)時(shí)不碰活塞裙部為原則，厚度以不碰連桿為原則。旋轉(zhuǎn)慣性力包括連桿大頭，往復(fù)慣性力由活塞、連桿小頭、擋圈以及活塞環(huán)組成。計(jì)算方法如下： 旋轉(zhuǎn)慣性力： 1 6 9 2 03056430)3188( ????? N 往復(fù)慣性力： (67+385+113+2+35) ??? N 所以總的需要平衡的慣性力為 44010)( ???? rN 根據(jù)測(cè)量得到厚度為 25mm 的平衡鐵的質(zhì)量為 505090，質(zhì)心為 ，密度根據(jù)實(shí)測(cè)為 ，所以偏心距為： ?? =56698 可以看出兩者有一定差距。見(jiàn)圖 為修正好的曲軸： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 曲軸的三維視圖 曲軸上受力比較復(fù)雜，分為曲柄銷受力和主軸頸受力，下面考慮連桿作用在曲柄銷上的連桿力和沿曲柄半徑的法向力。進(jìn)行失穩(wěn)核算： lF max =9556N，最大軸承支全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 反力 Rmax =4582N。 曲軸的受力分析圖 ]1[ 如下： 圖 曲軸的受力分析圖 本次設(shè)計(jì)的曲軸如上圖 所示：同樣運(yùn)用以上受力分析。 根據(jù)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算公式 ]8[ ： ? 61060 hLnPC ?? （ ） 式中 P 即為最大軸承支反力為 4582N，預(yù)期計(jì)算壽命取為 8000h，代入上述公式得基本額定載荷為 33KN。 工作部件分析計(jì)算 氣閥的作用是控制氣缸中的氣體吸入和排出。 注意閥片開(kāi)啟高度不大于 3mm，這樣閥片不易疲勞斷裂，能夠保證其壽命。 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 內(nèi)六角螺釘 墊圈 吸氣閥片 升程限制器 排氣閥片 閥板。所以本設(shè)計(jì)采用舌簧閥，其閥片自身為薄的彈簧片，一端固定另一端自由，閥片關(guān)閉時(shí)平貼在閥座上，開(kāi)啟時(shí)閥片 撓起貼于限制器上。 舌簧閥的結(jié)構(gòu)圖如下 所示，它由閥座、限制器和舌簧片組成 ]1[ 。 在氣閥組件中，排氣閥片和吸氣閥片的材料為 PH157Mo，閥板的材料是 HT200，升程限制器的材料為 Q235A，墊圈的材料是 65Mn。它們 在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與氣缸一起構(gòu)成壓縮容積。 筒形活塞各部分尺寸可按下述關(guān)系確定 ]1[ ： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 圖 筒形活塞主要尺寸關(guān)系 mmhh ?? （ ） hh )(2 ?? （ ） 取 mmhh ?? 。鋁制有加強(qiáng)筋時(shí) ][? 取600 )/10( 25 mN 。 銷座外徑?。河屑訌?qiáng)筋時(shí) mmdd sa ?? （ ） 銷座之間的寬度取連桿小頭的寬度加 )21(? mm 。通常全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 間隙值取： 氣冷式氣缸：鑄鐵活塞 )( ??? D? （ ） 鋁活塞 ??? ?? （ ） 對(duì)于筒形活塞的技術(shù)要求主要是銷座孔，環(huán)形槽與中心線的垂直度，一般每 100mm 不大于 。氣缸體上的翅片大都是橫向布置的，所以本次設(shè)計(jì)采用橫向布置翅片。個(gè)別場(chǎng)合氣缸及氣缸套也有采用鋁合金或其他合金的。 工作壓力達(dá) 25 /1070 mN? 時(shí)，可以采用球墨鑄鐵。所以本次設(shè)計(jì)采用的氣缸材料為HT200。鏡面長(zhǎng)度短一些是因?yàn)楣ぷ饕欢螘r(shí)期后，氣缸要被活塞環(huán)的摩擦所磨損，如果鏡面長(zhǎng)度大于兩活塞環(huán)的極限位置，則可能出現(xiàn)凹陷，拆卸時(shí) 將發(fā)生困難。二是如果因壓力低而要求的壁厚很薄時(shí)，鑄造容易出現(xiàn)白口，因此需要按照工藝的要求確定壁厚。 表 53 壓力與氣缸內(nèi)壁厚度的關(guān)系 壓力（ 25 /10 mN? ） )(ms 2~3 ?D 3~6 ?D 6~8 ?D 根據(jù)壓力為 7 25 /10 mN? ，所以計(jì)算得： ?s mmD ???? （ ） 外壁厚： ss )~(?? ??? （ ） 端壁厚： mmss 0 1 1 )~( ?????? （ ） 法蘭厚： mmss ??????? （ ） 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請(qǐng)聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 6 結(jié)論與展望 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式為角度式（ W 型）壓縮機(jī)。曲軸上平衡鐵的厚度是 22mm，閥片選用舌簧閥，氣缸材料定為 HT200，活塞選為筒形活塞。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容重點(diǎn)包括：動(dòng)力計(jì)算、熱力計(jì)算以及曲軸的平衡計(jì)算、校核 ,氣缸主要尺寸確定 ,活塞組件、氣閥組件分析。 通過(guò)這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)實(shí)踐，我通過(guò)學(xué)習(xí)，利用類比的方法，即用已知類型的壓縮機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)未知類型的壓縮機(jī)。 不足之處及 未來(lái)展望 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 使 我了解 了設(shè)計(jì)方法 的重要性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)自 身 的不足之處 ，由于專業(yè)知識(shí)水平和實(shí)踐環(huán)境的局限，在零件設(shè)計(jì)方面有所欠缺，其中曲軸的平衡問(wèn)題，綜合活塞力中如何考慮摩擦力，圖表的完善設(shè)置，總裝圖的繪制，零件圖中有些尺寸的確定等都存在一定的問(wèn)題，完全有提高的空間。我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用自己的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。 同時(shí)我們要不斷地向別人學(xué)習(xí)，尤其要多 向 老師請(qǐng)教，到了社會(huì)上后，同樣要向同事謙虛請(qǐng)教，這樣我們才能不斷成長(zhǎng)，不斷向前邁進(jìn)，同時(shí)讓我們懂得更多的創(chuàng)新設(shè)