畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-柱塞式空壓機(jī)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目柱塞式空壓機(jī)設(shè)計(jì)姓名王**學(xué)號(hào)***811374039所在學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)**************指導(dǎo)教師*****日期2020年5月30日湖北工業(yè)大學(xué)2020屆本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章緒論1.1課題研究的來源及意義1.1.1課題來源此論文來源為實(shí)驗(yàn)室w型柱塞式空氣壓縮機(jī)實(shí)體。圖1.1空氣壓縮機(jī)實(shí)物圖1.1.2課題研究的背景及意義壓縮空氣有著易儲(chǔ)存，易控制，流動(dòng)性好和安全環(huán)保等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電力、電子、化工，冶金紡織、制藥以及機(jī)械制造等諸多領(lǐng)域、是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的動(dòng)力源之一。目前往復(fù)式壓縮機(jī)的發(fā)展方向仍然是：大容量、高壓力、結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低，噪音小可靠性高，排氣凈化能力強(qiáng)等。自20世紀(jì)80年代中期以來，國外的壓縮機(jī)行業(yè)在技術(shù)和生產(chǎn)一些方面有了新的發(fā)展，在壓縮機(jī)的性能和可靠性問題都已經(jīng)解決了的高水準(zhǔn)基礎(chǔ)上，空氣壓縮機(jī)發(fā)展主要圍繞著提髙產(chǎn)品的壽命和性能兩大方面。為了彌補(bǔ)我國壓縮機(jī)上的不足，我國壓縮機(jī)制造業(yè)積極引進(jìn)國外產(chǎn)品與技術(shù)，消化吸收國外的先進(jìn)技術(shù)，在自主研發(fā)基礎(chǔ)之上克服了許多的困難，取得了一些重大突破，目前我國的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)也有了長足進(jìn)步和發(fā)展。例如，我們的往復(fù)式活塞壓縮機(jī)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。今后壓縮機(jī)的發(fā)展前景應(yīng)該是不僅僅在于努力提高技術(shù)性能指標(biāo)上，更應(yīng)改著力于應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)智能技術(shù)進(jìn)行性能模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行最佳機(jī)型的系列化、通用化、機(jī)組化和自動(dòng)化，我們才能更進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，完善完備輔助成套設(shè)備，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?？偟膩碚f，壓縮機(jī)研究基本上都是圍繞著這幾個(gè)方向進(jìn)行的：(1)提高空氣壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性；(2)根據(jù)生產(chǎn)和市場(chǎng)的發(fā)展需要開發(fā)新產(chǎn)品：(3)應(yīng)用新工藝技術(shù)與新材料；(4)降低成本；(5)降低工作噪聲；(6)排氣深度凈化所以我們應(yīng)該在空氣壓縮機(jī)的研究上繼續(xù)發(fā)力，通過不斷改革創(chuàng)新去提高我國在空氣壓縮機(jī)上的技術(shù)含量，這也是本課題研究的意義所在。1.2本課題研究內(nèi)容本課題主要是針對(duì)兩級(jí)柱塞式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要作了以下幾個(gè)方面的工作：1)充分了解柱塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出流動(dòng)合理，產(chǎn)品性能高，而且可滿足客戶要求的柱塞式空氣壓縮機(jī)；2)在上述基礎(chǔ)上，對(duì)該壓縮機(jī)中的主要零部件進(jìn)行了細(xì)致的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算；3)對(duì)主要零件的強(qiáng)度進(jìn)行校核，驗(yàn)證其可用性。4)在符合設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，盡量分析好幾種設(shè)計(jì)方案，并選取其中的最優(yōu)方案。

第2章空氣壓縮機(jī)概述2.1空氣壓縮機(jī)的工作原理及作用1、空氣壓縮機(jī)的工作原理本機(jī)為往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，吸氣過程：活塞向右移動(dòng),導(dǎo)致活塞左腔的氣體壓力低于大氣壓力時(shí)，一定的負(fù)壓使吸氣閥門打開,從外界吸入空氣。排氣過程：活塞向左移動(dòng)，導(dǎo)致左腔的氣體壓力高于輸出管道內(nèi)氣體壓力，過壓式排氣閥打開，空氣被壓縮排除。壓縮機(jī)的工作原理圖如下圖2.1：圖2.1活塞式空壓機(jī)工作示意圖2、空氣壓縮機(jī)的作用及用途空氣壓縮機(jī)在社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用范圍十分廣泛，如下：氣動(dòng)馬達(dá)，真空泵和其它輔助設(shè)備、自動(dòng)裝配線、制酸，攪拌液體、農(nóng)業(yè)、飛行器、飲料、噴拋清洗、氣動(dòng)型傳輸機(jī)、壓模鑄造、干洗車間、牙科、吹瓶機(jī)等等許多方面。因此空氣壓縮機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用。2.2空氣壓縮機(jī)的組成空氣壓縮機(jī)屬于機(jī)械范疇，他的種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，新型空氣壓縮機(jī)不斷涌現(xiàn)，很難將他們的組成分類。但通過對(duì)大量空壓機(jī)械的工作原理和結(jié)構(gòu)性能的分析，可以找到其組成的部分共同點(diǎn)。往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)主要有工作腔部分、機(jī)座部分及輔助系統(tǒng)（潤滑、冷卻、儀表控制、安全放空等）等三大部分組成。往復(fù)式壓縮機(jī)的本體結(jié)構(gòu)：機(jī)身部件、接筒部件、氣缸部件、活塞部件、填料部件、氣閥部件、曲軸部件、連桿部件、十字頭部件、盤車部件和聯(lián)軸器部件等。圖2.3空壓機(jī)主要零部件組裝示意圖2.3空氣壓縮機(jī)的分類和型號(hào)編制2.3.1空氣壓縮機(jī)的分類按活塞的壓縮可分為：單作用壓縮機(jī)：所謂單作用，即活塞只有一側(cè)壓縮空氣（另一側(cè)于大氣相通）；（2）雙作用壓縮機(jī)：所謂雙作用，即活塞兩側(cè)均壓縮氣體；（3）多缸單作用壓縮機(jī)：氣體只在活塞某一側(cè)被活塞往復(fù)壓縮，但有兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)量的氣缸.2.3.2空氣壓縮機(jī)型號(hào)編制如：6M30-380/20.5-bx表示：此空壓機(jī)有6列氣缸，M型平衡對(duì)稱型，活塞力為30噸力，打氣量為380m3/min,排氣壓力為2.05Mpa。國內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)一般結(jié)構(gòu)代號(hào)的含義如下：立式-Z 臥式-P 角度式-L,S 星型-T,V,W,X，對(duì)稱平衡型-H,M,D 對(duì)制式-DZ。

第3章空氣壓縮機(jī)的總體設(shè)計(jì)3.1氣缸排列的結(jié)構(gòu)型式本次壓縮機(jī)屬中小型壓縮機(jī)，壓力為中壓，結(jié)合其設(shè)計(jì)參數(shù)并參考市場(chǎng)上現(xiàn)有的壓縮機(jī)考慮，宜采用W型結(jié)構(gòu)，如下圖所示。圖3.1壓縮機(jī)w型結(jié)構(gòu)示意圖3.2運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇無十字頭優(yōu)點(diǎn)：有較大的角度補(bǔ)償能力，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，一般不需要專門的潤滑機(jī)構(gòu)。適用于小功率范圍采用，即小型及微型移動(dòng)壓縮機(jī)（重量輕，體積小，一于搬動(dòng)）。缺點(diǎn)：壓縮機(jī)只能做成單作用的，不能做成雙作用的，氣缸的體積利用率不高,氣體的泄漏程度較高，氣缸的工作面?zhèn)认蛄Υ?，即活塞和氣缸擠壓力大，活塞易磨損，氣缸中潤滑油也很難控制油量。綜合考慮以上因素，選擇無十字頭的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.3級(jí)數(shù)和列數(shù)選擇多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)：功耗小、排氣溫度低、氣缸容積系數(shù)大、最大活塞力小等。選擇壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)，首先的是考慮功耗，應(yīng)盡量節(jié)能。其次是運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，即排氣溫度應(yīng)控制在使用條件許可范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)綜上所述，選擇多列壓縮機(jī)，采用單列w型結(jié)構(gòu)。型號(hào)為W-0.6／12型壓縮機(jī)，參考市場(chǎng)現(xiàn)有的壓縮機(jī)型式，選擇級(jí)數(shù)為二級(jí)。3.4壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和行程的確定轉(zhuǎn)速、行程和活塞平均速度的關(guān)系式如下：(3-1)微型和小型壓縮機(jī)只能采用較小行程，因?yàn)樾枰ＷC結(jié)構(gòu)緊湊，體積小的特點(diǎn)，一般微小型壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高，但活塞平均速度較低，為2m/s上下。(3-2)綜合考慮后通過計(jì)算，確定在本設(shè)計(jì)中壓縮機(jī)行程s=0.08m、轉(zhuǎn)速n=750r／min,氣缸進(jìn)排氣控制氣閥為舌簧閥。3.5壓縮機(jī)潤滑方式的選擇加入潤滑劑進(jìn)行潤滑，可以降低壓縮機(jī)功耗，延長零件使用壽命，導(dǎo)走摩擦產(chǎn)生的熱量熱以降低零件工作時(shí)的溫度等作用。另外，加入潤滑油還可以防止金屬零件生銹。活塞式空壓機(jī)大致有兩種潤滑方式：（1）飛濺潤滑：氣缸與傳動(dòng)部件的摩擦面的輪滑，均靠甩油桿（裝在連桿上）將油飛濺到各個(gè)部位，內(nèi)部和外潤滑只能采用同一種潤滑油；多用于小型無十字頭壓縮機(jī)。（2）壓力潤滑：內(nèi)部和外部分為兩個(gè)獨(dú)立潤滑系統(tǒng),兩者間不相關(guān)聯(lián)，互不影響。外部用油泵連續(xù)供油，內(nèi)部用注油器供油潤滑。多用于大、中型帶十字頭的壓縮機(jī)?？紤]到各種因素，本設(shè)計(jì)采用有油潤滑的方式，具體方式為飛濺潤滑。

第4章熱力學(xué)的計(jì)算4.1排氣壓初步計(jì)算4.1.1初步計(jì)算壓力和排氣溫度力盡量取各級(jí)壓力比相等，理想情況下總功耗會(huì)最低。各級(jí)壓力比可按照下式確定:(4-1)總壓力比：εt=1.2／0.1=12各級(jí)壓力比：εi=≈3.46為了防止末級(jí)（第二級(jí)）排氣溫度過高，可將其壓力比ε2稍微取小一點(diǎn)。即可取ε2=3則第一級(jí)的壓力比ε1=12／3=4綜上可得下表所示:4.1.2初步確定各級(jí)排氣溫度(4-2)在實(shí)際壓縮機(jī)中，n值的選取可參考如下：大、中型壓縮機(jī)：n=k微、小型空氣壓縮機(jī)：n=(0.9～0.98)k本設(shè)計(jì)為小型壓縮機(jī)，有n=(0.9～0.98)k，由k=1.4，可選取n=1.30。（注：K為空氣絕熱系數(shù)）單級(jí)級(jí)名義排氣溫度計(jì)算結(jié)果列表如下。

表4-2各級(jí)排氣溫度級(jí)數(shù)名義吸氣溫度℃/K名義壓力比εi壓縮過程指數(shù)nεi（n-1)/n名義排氣溫度℃/K12029341.31.37713040324031331.31.2891304034.2確定各級(jí)的進(jìn)、排氣系數(shù)4.2.1計(jì)算容積系數(shù)λv氣缸部分工作容積總被膨脹氣體占據(jù)著，這部分體積占整個(gè)工作容積的大小成為氣缸的余隙容積，余隙容積對(duì)氣缸容積利用率影響的大小用容積系數(shù)表示。ζv=1-α(ε1/m-1）(4-3)表4-3不同壓力下的m值進(jìn)氣壓力(105Pa)任意K值K=1.40<1.5m=1+0.5(k-1)1.21.5～4m=1+0.62(k-1)1.254～10m=1+0.75(k-1)1.310～30m=1+0.88(k-1)1.35>30m=k1.4結(jié)合各級(jí)進(jìn)氣壓力可計(jì)算m值（K=1.4）：m1=1+0.5(k-1)=1+0.5(1.4-1)=1.2m2=1+0.62(k-1)=1+0.62(1.4-1)=1.25選用不同的氣閥結(jié)構(gòu)時(shí)，各級(jí)的相對(duì)余隙容積α值不同。例如：舌簧閥：α=0.03～0.04。（用于微小型壓縮機(jī)）選用舌簧閥結(jié)構(gòu)，余隙容積α1=0.03;α2=0.035。因此，各級(jí)ζv計(jì)算如下：ζv1=0.9348;ζv2=0.95074.2.2確定壓力系數(shù)吸氣結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)壓力一般都會(huì)低于名義進(jìn)氣壓力，氣壓差值大小也會(huì)影響氣缸利用率大小，差值越大，利用率越小。影響壓力系數(shù)ζp的主要因素有：進(jìn)氣管道中存在的壓力波動(dòng)、吸氣閥關(guān)閉時(shí)的彈簧力等。多級(jí)壓縮機(jī)級(jí)數(shù)越高，壓縮系數(shù)ζp越大。（在這里，簡單理解的原因就是，‘越到級(jí)數(shù)越高的時(shí)候，就會(huì)越難以壓，因此其壓力系數(shù)應(yīng)該是越大）。ζp的選取范圍ζp=0.95～1.0。綜合考慮在本設(shè)計(jì)中，選?。害苝1=0.95;ζp2=0.974.2.3確定溫度系數(shù)ζT一般取ζT=0.92～0.98。 影響ζT的因素如下：（1）壓力比大，ζT小。（2）冷卻效果好，ζT大。（3）壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高，ζT大。（4）氣閥阻力小，ζT大?？紤]到本設(shè)計(jì)各種因素，選取：ζT1=0.96，ζT2=0.94。4.2.4確定泄漏系數(shù)一般有油潤滑壓縮機(jī)泄漏系數(shù)ζl=0.90～0.98;影響ζl的因素如下：（1）氣缸直徑越大大，ζl取越大值。（2）壓縮機(jī)有油潤滑，ζl應(yīng)取大些。（3）壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速越高ζl取越大值。（4）壓力高，級(jí)數(shù)多，ζl小。故本設(shè)計(jì)選?。害苐=0.98，ζl=0.95。4.2.5確定各級(jí)排氣系數(shù)表4-4各級(jí)排氣系數(shù)ζd按下式計(jì)算ζd=ζvζpζTζl級(jí)數(shù)ⅠⅡζv0.93480.9507ζp0.950.97ζT0.960.94ζl0.980.95ζd=ζvζpζTζl0.83550.82324.3確定氣缸行程容積4.3.1干氣系數(shù)μd的確定空氣中一般都含有水分，空氣被壓縮后若水蒸氣分壓過大便會(huì)析出水來，計(jì)算式也要考慮在內(nèi)。進(jìn)口氣體的相對(duì)濕度參照武漢等地的空氣平均相對(duì)濕度φ，選取φ=0.6。有、無水析出的判別式(有多級(jí)時(shí)，且級(jí)數(shù)為i）φ1Pb1Psi／Ps1<Pbi則i級(jí)前無水分析出，μdi=1，若本級(jí)前有水析出，則吸入的飽和氣體，干氣系數(shù)計(jì)算公式如下：μd=（Ps1-φ1Pb1）/（Psi-φiPbi）×Psi/Ps1 (4-4)查閱文獻(xiàn)【1】表2-7得：Pb1=0.02383MPa,Pb2=0.07520MPa已得Ps1=0.1MPa，Ps2=0.4MPa由于第一級(jí)是從大氣中吸氣，無析水問題，故μd1=1。0.6×0.02383×（0.4／0.1）=0.05719<Pb2=0.07520故二級(jí)無水析出μd2=1。4.3.2抽氣系數(shù)μo的確定有抽氣μo<1,無抽氣μo=1。本設(shè)計(jì)無抽、加氣情況，故μo=1。4.3.3壓縮機(jī)行程容積的確定Vh=Vd／ζd1(4-5)多級(jí)壓縮機(jī)其余級(jí)氣缸行程容積:Vh2=（μd2μo2／ζd2）×（Ps1／Ps2）×(Ts1／Ts2)×Vd(4-6)Vd=0.6m3/min第一級(jí)：第二級(jí)：4.3.4確定各級(jí)氣缸直徑單作用氣缸：(4-7)雙作用氣缸：(4-8)本設(shè)計(jì)采用單作用氣缸（一級(jí)氣缸2個(gè)，二級(jí)氣缸1個(gè)）。故氣缸直徑為：一級(jí)氣缸：D1=0.08729≈87mm，按照國家標(biāo)準(zhǔn)圓整：D1=88mm；二級(jí)氣缸：D2=0.06428≈64mm，按照國家標(biāo)準(zhǔn)圓整：D2=65mm。4.4修正名義壓力和溫度氣缸直徑經(jīng)過國標(biāo)圓整后，各級(jí)溫度和壓力需要修正，4.4.1確定圓整后的實(shí)際行程容積Vh`圓整后行程容積：(4-9)得Vh1`=0.7299m3/min，Vh2`=0.1930m3/min4.4.2計(jì)算壓力修正系數(shù)β1、β2計(jì)算公式如下：(4-10)(4-11)計(jì)算得β1=1；β2=1.0254.4.3修正后各級(jí)名義壓力及壓力比(4-12)(4-13)得P1`=1.0×105Pa，P2`=4.1×105Pa整理計(jì)算數(shù)據(jù)的下表：表4-5修正后名義壓力及壓力比級(jí)次ⅠⅡ計(jì)算行程容積Vh，m30.71810.1947實(shí)際行程容積Vh’，m30.72990.1930修正系數(shù)β1、β211.0251.025名義進(jìn)氣壓力MPa0.41名義排氣壓力MPa0.40.411.2修正后的壓力比ε’4.12.994.4.4修正后各級(jí)排氣溫度表4-6修正后各級(jí)排氣溫度級(jí)數(shù)進(jìn)氣溫度T1℃K修正后壓力比ε`壓縮過程指數(shù)nε`（n-1)/n排氣溫度T2℃KⅠ202985133406Ⅱ403132.931.31.2821284014.5計(jì)算活塞力4.5.1計(jì)算氣缸進(jìn)排氣過程中的平均壓力由文獻(xiàn)【1】圖3-20查得：δs=4﹪δd=7﹪表4-7氣缸進(jìn)、排氣過程的平均壓力級(jí)數(shù)修正后名義壓力（MPa）相對(duì)壓力損失（%）δsδd1-δs1+δd氣缸內(nèi)實(shí)際壓力（MPa)實(shí)際壓力比PsPdⅠ0.10.41690.941.090.0940.44694.754Ⅱ0.411.2470.961.070.39361.2843.2624.5.2計(jì)算活塞力p=∑pi×Fi(4-14)式中：p——活塞力：Fi——活塞工作面積。最大活塞力一定是在內(nèi)、外止點(diǎn)，規(guī)定連桿受拉為正，受壓為負(fù)。（最大活塞力也稱最大氣體力）軸側(cè)：(4-15)蓋側(cè)：(4-16)軸側(cè)活塞工作面積為：Fz=πD2/4(4-17)蓋側(cè)活塞工作面積為：Fg=πD2/4(4-18)計(jì)算可得:Fz1=Fg1=πD12/4=0.006082m2Fz2=Fg2=πD22/4=0.003318m2表4-8各列內(nèi)止點(diǎn)活塞力級(jí)次內(nèi)止點(diǎn)活塞力P（106N）軸側(cè)（+）蓋側(cè)（-）PdFzPdFzPsFgPsFgⅠ0.44690.0060820.0027180.0940.0060820.000572Pz1=PdFz-PsFg=0.002145Ⅱ1.2840.0032170.0041310.39360.0032170.001266Pz1=PdFz-PsFg=0.002865

表4-9各列外止點(diǎn)活塞力級(jí)次外止點(diǎn)活塞力P（106N）軸側(cè)（+）蓋側(cè)（-）PsFzPsFzPdFgPdFgⅠ0.0940.0060820.0005720.44690.0060820.002718Pg2=PsFz-PdFg=-0.002145Ⅱ0.39360.0032170.0012661.2840.0032170.004131Pg2=PsFz-PdFg=-0.002865即一級(jí)最大活塞力為2145N，二級(jí)為2865N。4.6計(jì)算軸功率并選擇合適電機(jī)4.6.1計(jì)算指示功率理想氣體的指示功率計(jì)算如下式：(4-19)實(shí)際氣體的指示功率計(jì)算如下式： (工質(zhì)當(dāng)作理想氣體計(jì)算得：N1=2892w N2=2391w所以總指示功率為Ni=N1+N2=5283W4.6.2壓縮機(jī)軸功率NzNz=Ni／ηm(4-21)據(jù)統(tǒng)計(jì)ηm的取值范圍：不帶十字頭的小型壓縮機(jī)：ηm=0.85～0.92；取ηm=0.9，Nz=Ni／ηm=5283/0.9=5870w4.6.3電機(jī)輸入功率Nc考慮傳動(dòng)損失，驅(qū)動(dòng)機(jī)的效率為：Nc=Nz／ηc(4-22)式中：ηc——傳動(dòng)效率。本設(shè)計(jì)采用皮帶傳動(dòng)ηc=0.96～0.99。通常驅(qū)動(dòng)功率有（5～15）％的功率儲(chǔ)備，所以驅(qū)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)為Nc=（1.05～1.15）Nz／ηc(4-23)選取ηc=0.98，按功率儲(chǔ)備10％計(jì)算。Nc=1.1Nz／ηc=6.589kwY7.5kw,1440r／min。

第5章主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1活塞組件的設(shè)計(jì)活塞組件有如下要求：密封性好強(qiáng)度和剛度足夠重量輕制造工藝好5.1.1活塞環(huán)設(shè)計(jì)活塞環(huán)屬易損件，在設(shè)計(jì)中選用標(biāo)準(zhǔn)間或通用件?；钊h(huán)的材料同活塞環(huán)直徑對(duì)應(yīng)的灰鑄鐵牌號(hào)如下表：表5-1灰鑄鐵活塞直徑與鑄鐵牌號(hào)關(guān)系活塞環(huán)直徑，mmD≤200200<D<300D≥300灰鑄鐵牌號(hào)HT30或HT250HT20或HT250HT200本設(shè)計(jì)活塞環(huán)材料選擇灰鑄鐵，牌號(hào)HT250?；钊h(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較簡單，排氣壓力不太，直切口式活塞環(huán)加工比較簡單，綜合考慮后，選擇直切口式活塞環(huán)?；钊h(huán)環(huán)數(shù)的確定活塞環(huán)的數(shù)目估算：(5-1)式中：△p——活塞環(huán)兩邊壓差最大值，105Pa。計(jì)算后，可根據(jù)轉(zhuǎn)速和行程調(diào)整。得：Z1=1.88，取Z1=2Z2=2.98，取Z2=3主要尺寸的確定5.1.2刮油環(huán)設(shè)計(jì)在單作用的氣缸中，活塞一邊為氣缸，一邊為缸體（裝有潤滑油），工作時(shí)曲軸側(cè)的潤滑油可能會(huì)進(jìn)入氣缸影響工作，可采用刮油環(huán)以防止或減少它的發(fā)生。查閱文獻(xiàn)【2】表4-36，根據(jù)一、二級(jí)活塞直徑，選擇刮油環(huán)的型號(hào)和尺寸見下圖。a.一級(jí)刮油環(huán)b.二級(jí)刮油環(huán)圖5.3刮油環(huán)5.1.3活塞的設(shè)計(jì)活塞基本結(jié)構(gòu)型式有：筒形、盤形、柱塞式、級(jí)差式、組合式等等。圖5.4活塞實(shí)物圖本設(shè)計(jì)采用筒形活塞，各級(jí)活塞的結(jié)構(gòu)尺寸如圖。圖5.5一級(jí)活塞剖視圖圖5.6二級(jí)活塞剖視圖活塞材質(zhì)的選取根據(jù)之前已對(duì)材質(zhì)的分析，本設(shè)計(jì)氣缸的材質(zhì)選用為HT200活塞結(jié)構(gòu)尺寸的確定圖5.7活塞主要結(jié)構(gòu)尺寸不計(jì)密封環(huán)和刮油環(huán)高度的活塞高度H`≥Nmax／D[k] (5-3)不計(jì)密封環(huán)和刮油環(huán)高度時(shí)：一級(jí)活塞高度H1`≥N1max／D1[k1]=27.1mm二級(jí)活塞高度H2`≥N2max／D2[k2]=49.0mm活塞的總高度：H≥H`+nh+mh3 (5-4)一般取h3=（1-2）h。根據(jù)刮油環(huán)的設(shè)計(jì)知：h3=4.5mm一級(jí)活塞高度H1≥39.1mm二級(jí)活塞高度H2≥61mm活塞總高度與活塞直徑D：H=（0.65～1.5）D (5-5)活塞高度范圍：一級(jí)：H1=57.2～132mm二級(jí)：H2=42.25～97.5mm綜上：取H1=90mm,H2=75mm?；钊斆嬷恋谝坏阑钊h(huán)的距離C=(1.2～3)h (5-6)一級(jí)：c1=4.8～12mm，二級(jí)：c2=3.6～9mm，取c1=6mm,c2=4mm。C`=（0.8～1.5）h (5-7)得：C1`=(3.2～6)mmc2`=(2.4～4.5)mm取c1`=4mm,c2`=3mm。裙座到底邊的距離約為：L=0.65H (5-8)得：L1=58.5mm取L1=58mmL2=48.75mm取L2=45mm活塞銷中心線到底邊距離約為：h`=0.6L(5-9)得：h`1=34.8mm,取h`1=35mm。h`2=27mm,取h`2=30mm?；钊N孔徑均為20mm。5.1.4活塞銷的設(shè)計(jì)活塞銷材料選用20Cr?；钊N的尺寸計(jì)算如下所示。圖5.7活塞銷計(jì)算示意圖dl0≥Pmax／[k2] (5-10)根據(jù)上述公式計(jì)算可得一級(jí)活塞銷和二級(jí)活塞銷直徑d均取20mm。對(duì)于活塞銷座處的表面壓力可按下式計(jì)算：(5-11)計(jì)算結(jié)果如下：一級(jí)活塞：d=20mm，可取L`=20mm（q=2.68MPa,在允許范圍內(nèi)）。二級(jí)活塞：d=20mm，可取L`=15mm（q=4.775MPa,在允許范圍內(nèi)）。5.2氣缸的設(shè)計(jì)5.3曲軸的設(shè)計(jì)5.3.1曲軸的結(jié)構(gòu)形式及選材本設(shè)計(jì)選用曲柄軸如下圖，材料為QT600-3。圖5.7曲軸實(shí)物圖5.3.2主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定（1）曲柄銷直徑D (5-14)式中：P——最大活塞力，N。由第四章的P=2865N，得D=（24.6～30.0）mm。取D=30mm。（2）主軸頸直徑D1 (5-15)盡量避免S／D接近于零，（S為軸頸重合度）。則D1=(30～33)mm,考慮實(shí)際情況并參考工廠圖紙，取D1=32mm。（3）軸頸長度L取左側(cè)軸頸L=25mm，右側(cè)軸頸α=50mm。（4）曲柄厚度S(5-16)曲柄厚度大時(shí)曲柄寬度??；反之曲柄寬度大。軸頸重合度△較大時(shí)，L／D>0.3，曲柄厚度t減少10﹪～20﹪.得：S=（18～21）mm,取S=20mm。（5）曲柄寬度B(5-17)B=(36～48)mm，取B=42mm。（6）曲柄半徑rr=40mm。圖5.8曲軸示意圖5.4連桿的設(shè)計(jì)5.4.1連桿的結(jié)構(gòu)型式及選材同強(qiáng)度情況下，工字形截面連桿具有最小的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。本設(shè)計(jì)連桿采用工字形截面，材料為LY12。圖5.9連桿3維示意圖5.4.2連桿主要結(jié)構(gòu)尺寸(1)連桿長度ζ=r／L決定連桿長度L。ζ=1/4～1／4.5 。取ζ=1/4，則L=160mm。(2)連桿大頭軸瓦材料15ChSnSb11-6,內(nèi)徑30mm。(3)連桿小頭襯套尺寸厚度S及寬度b取值計(jì)算如下：S=（0.06～0.08）d (5-18)b=(1～1.4)d (5-19)式中：d——活塞銷的直徑，mm。材料一般為銅合金。取內(nèi)徑d為活塞銷直徑20mm。則S=（1.2～1.6）mm,取S=1.4mm;b=(20～28)mm，取b=30mm。(4)連桿寬度連桿大小頭寬度取相等。取B=0.9b（b為軸瓦寬度），大頭寬度B1=23.4mm，則取B1=24mm;小頭寬度B2=23.4mm，則取B2=24mm;(5)連桿大小頭孔徑取大頭軸瓦外徑為D=41mm,小頭襯套外徑為d=23mm。（6）連桿結(jié)構(gòu) (5-20)式中：P——最大活塞力，KN。對(duì)于活塞力P≤(1×104～2×104)N的高速、短行程小型連桿，制成工字形截面的桿體。此時(shí)式（5-19）中的系數(shù)取16.5～21.5。對(duì)于非圓形截面的桿體，在式（5-19）求出d后，還需要計(jì)算成面積：Am=πdm2／4（Am為桿體的中間截面面積），求出工字形或矩形尺寸大小。 (5-21) (5-22)式（5-19）中系數(shù)取16.5～21.5，dm=(8.8～13.1)mm,則:取dm=12mm；Am=113.1mm2;Hm=17mm，取20mm;Bm=13～15mm，取14mm。桿體截面寬度變化一般?。涸趌`1處，H`=0.8Hm。(5-23)在l`2處，H``=1.2Hm。(5-24)由于d1=23mm，故l`=(25.3～27.6）mm，取l`=27mm，則H`=0.8×20=16mm；由于D1=34mm，故l``=(37.4～40.8）mm，取l``=39mm，則H`=1.2×20=24mm

第6章動(dòng)力學(xué)的計(jì)算6.1列的質(zhì)量的計(jì)算6.1.1活塞組件質(zhì)量可增加二級(jí)活塞質(zhì)量來降低各級(jí)活塞組件質(zhì)量差，這樣可以盡可能地平衡各級(jí)慣性力，有助于機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定。根據(jù)建?？傻贸龈鱾€(gè)零件的質(zhì)量，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞組件總質(zhì)量計(jì)算如下：一級(jí)：mp=1.13+0.024+0.024+0.019+0.15≈1.3kg；二級(jí)：mp=0.88+0.01×3+0.01+0.11≈0.9kg。6.1.2連桿質(zhì)量根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，取連桿總質(zhì)量（30～40）﹪作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，（60～70）﹪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：ml`=(0.3～0.4)ml (6-1)ml``=(0.6～0.7)m (6-2)根據(jù)連桿的3D建模，選取材料的密度后可確定其質(zhì)量為0.5kg。所以連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m1`=0.175kg；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m1``=0.325kg。6.1.3列的往復(fù)運(yùn)動(dòng)總質(zhì)量列的往復(fù)運(yùn)動(dòng)總質(zhì)量：ms=mp+ml` (6-3)一級(jí)：ms=1.3+0.175=1.475kg；二級(jí)：ms=0.9+0.175=1.075kg。6.2列的力的計(jì)算6.2.1往復(fù)慣性力計(jì)算往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量所產(chǎn)生的往復(fù)慣性力為：I=mrω2（cosα+ζcos2α） (6-4)曲柄半徑r=0.04m,隨意曲柄的旋轉(zhuǎn)角速度ω=πn/30=78.54rad／s，ζ=40/150=1/3.75，由式（4-4）計(jì)算曲柄旋轉(zhuǎn)一圈的變化值，得：I=0.247m（cosα+0.267cos2α），計(jì)算結(jié)果見表6-3，表6-4。6.2.2往復(fù)摩擦力計(jì)算一般往復(fù)摩擦力消耗大約占總機(jī)械摩擦消耗（60～70）﹪，(6-5)按照連桿受拉為正、受壓為負(fù)，往復(fù)摩擦力向軸行程中始終為正值，向蓋行程中始終為負(fù)值。由第四章計(jì)算可知，機(jī)械效率ηm=0.90，列指示功率N1=2.926kw,N2=2.391kw,壓縮機(jī)行程s=0.08m,轉(zhuǎn)速n=750r／min。得：Rs1=0.1057kN Rs2=0.0863kN。6.2.3旋轉(zhuǎn)摩擦力計(jì)算旋轉(zhuǎn)摩擦力消耗的功率約占總摩擦功率的（30～40）﹪：(6-6)旋轉(zhuǎn)摩擦力的方向規(guī)定；凡與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)向相反的為正值，反之為負(fù)值。得：Rr1=0.03622KN,Rr2=0.02960KN6.2.4蓋側(cè)氣體力的計(jì)算Pi=piF(6-70)如下圖為簡化的壓縮循環(huán)指示圖:余隙容積的當(dāng)量行程S0=Sα（α——相對(duì)余隙容積）。圖6.1氣體力曲線圖各過程氣體壓力如下：壓縮過程1-2（從內(nèi)止點(diǎn)直到Pi≥Pd為止）： (6-8)排氣過程線2-3：Pd等壓線，Pi=Pd。膨脹過程線3-4（從外止點(diǎn)算起，直到Pi≤Pd為止）： (6-9)進(jìn)氣過程線4-1：Ps等壓線，Pi=Pd。α為自變量，每隔10°計(jì)算Pi；xi代入上式得到一個(gè)循環(huán)的pi值。可知?dú)怏w力Pi=piF。計(jì)算見表6-1、表6-2。余隙行程：一級(jí)s0=80×0.03=2.4mm。二級(jí)s0=80×0.035=2.8mm?；钊娣e：一級(jí)Fz1=Fg1=（π／4）×D12=6.08×10-3m2；二級(jí)Fz2=Fg2=（π／4）×D22=3.32×10-3m2；膨脹過程的多變指數(shù)m如下（參考表4-3）：一級(jí)為1.2，二級(jí)為1.25，壓縮過程均為1.3。蓋側(cè)：α為自變量，每10°求出相應(yīng)的值，將xi代入式（4-9）和（4-10）中，求得一系列壓力值pi?？傻脷怏w力Pi=piF。計(jì)算結(jié)果見表6-3、6-4。軸側(cè)：P1=p0F1=0.094×106×0.00608=0.572kN；P2=p0F2=0.094×106×0.00332=0.312kN。6.3綜合活塞力計(jì)算及列的切向力圖6.3.1綜合活塞力與切向力計(jì)算沿氣缸中心線方向的氣體力、往復(fù)慣性力及往復(fù)摩擦力，這些力的代數(shù)和即列的綜合活塞力PΣ。在活塞力分析中這三者缺一不可，將它們分別按照轉(zhuǎn)角α展開并疊加后的作用力曲線圖即為綜合活塞力圖。(6-10)連桿力分析切向力時(shí)，規(guī)定切向力與曲軸旋轉(zhuǎn)方向相反為正。列的切向力計(jì)算如下：(6-11)由表6-1、6-2、6-3、6-4、6-5的數(shù)據(jù)（其中力的單位均為KN），作如圖6.2、6.3所示一二級(jí)列綜合活塞力圖，橫坐標(biāo)是曲柄旋轉(zhuǎn)角度α。

表6-1一級(jí)蓋側(cè)氣體力計(jì)算表轉(zhuǎn)角α（°）活塞位移X1(mm）膨脹過程P1進(jìn)氣過程P1=Ps壓縮過程P1排氣過程P1=Pd蓋側(cè)氣體00.004.469-2.717100.932.533-1.540203.661.234-0.751308.030.6440.940-0.5724013.770.940-0.5725020.550.940-0.5726028.000.940-0.5727035.740.940-0.5728043.400.940-0.5729050.670.940-0.57210057.290.940-0.57211063.100.940-0.57212068.000.940-0.57213071.970.940-0.57214075.050.940-0.57215077.310.940-0.57216078.840.940-0.57217079.710.940-0.57218080.000.9400.940-0.57219079.710.944-0.57420078.840.956-0.58121077.310.978-0.59522075.051.013-0.61623071.971.063-0.64624068.001.135-0.69025063.101.238-0.75326057.291.384-0.84127050.671.594-0.96928043.401.902-1.15629035.742.369-1.44030028.003.110-1.89131020.554.359-2.65032013.776.6364.469-2.7173308.034.469-2.7173403.664.469-2.7173500.934.469-2.7173600.004.469-2.717

表6-2二級(jí)蓋側(cè)氣體力計(jì)算表轉(zhuǎn)角α（°）活塞位移X1(mm）膨脹過程P1進(jìn)氣過程P1=Ps壓縮過程P1排氣過程P1=Pd蓋側(cè)氣體00.0012.840-4.263100.939.103-3.022203.664.708-1.563308.032.5343.936-1.3074013.773.936-1.3075020.553.936-1.3076028.003.936-1.3077035.743.936-1.3078043.403.936-1.3079050.673.936-1.30710057.293.936-1.30711063.103.936-1.30712068.003.936-1.30713071.973.936-1.30714075.053.936-1.30715077.313.936-1.30716078.843.936-1.30717079.713.936-1.30718080.003.9363.936-1.30719079.713.952-1.31220078.844.003-1.32921077.314.095-1.36022075.054.238-1.40723071.974.448-1.47724068.004.750-1.57725063.105.176-1.71926057.295.783-1.92027050.676.653-2.20928043.407.927-2.63229035.749.854-3.27230028.0012.89512.840-4.26331020.5512.840-4.26332013.7712.840-4.2633308.0312.840-4.2633403.6612.840-4.2633500.9312.840-4.2633600.0012.84-4.263轉(zhuǎn)角α（°）往復(fù)慣性力I往復(fù)摩擦力Rs軸側(cè)蓋側(cè)綜合活塞力PΣ切向力T00.4610.1060.572-2.717-1.5780.0000.000100.4500.1060.572-1.540-0.4120.219-0.090200.4170.1060.572-0.7510.3440.4280.147300.3640.1060.572-0.5720.4710.6170.290400.2960.1060.572-0.5720.4020.7760.312500.2170.1060.572-0.5720.3240.9000.291600.1340.1060.572-0.5720.2400.9850.236700.0500.1060.572-0.5720.1571.0280.16180-0.0280.1060.572-0.5720.0781.0320.08190-0.0970.1060.572-0.5720.0091.0000.009100-0.1550.1060.572-0.572-0.0480.938-0.045110-0.1990.1060.572-0.572-0.0930.851-0.079120-0.2310.1060.572-0.572-0.1240.747-0.093130-0.2510.1060.572-0.572-0.1450.632-0.091140-0.2620.1060.572-0.572-0.1560.510-0.079150-0.2670.1060.572-0.572-0.1600.383-0.062160-0.2680.1060.572-0.572-0.1610.256-0.041170-0.2670.1060.572-0.572-0.1610.128-0.021180-0.2670.1060.572-0.572-0.1610.0000.000190-0.267-0.1060.572-0.574-0.375-0.1280.048200-0.268-0.1060.572-0.581-0.383-0.2560.098210-0.267-0.1060.572-0.595-0.396-0.3830.152220-0.262-0.1060.572-0.616-0.412-0.5100.210230-0.251-0.1060.572-0.646-0.431-0.6320.273240-0.231-0.1060.572-0.690-0.455-0.7470.340250-0.199-0.1060.572-0.753-0.486-0.8510.413260-0.155-0.1060.572-0.841-0.530-0.9380.497270-0.097-0.1060.572-0.969-0.600-1.0000.600280-0.028-0.1060.572-1.156-0.718-1.0320.7412900.050-0.1060.572-1.440-0.924-1.0280.9503000.134-0.1060.572-1.891-1.291-0.9851.2723100.217-0.1060.572-2.650-1.967-0.9001.7703200.296-0.1060.572-2.717-1.955-0.7761.5173300.364-0.1060.572-2.717-1.887-0.6171.1633400.417-0.1060.572-2.717-1.834-0.4280.7853500.450-0.1060.572-2.717-1.801-0.2190.3953600.461-0.1060.572-2.717-1.7900.0000.000轉(zhuǎn)角α（°）往復(fù)慣性力I往復(fù)摩擦力Rs軸側(cè)蓋側(cè)綜合活塞力PΣ切向力T00.3360.0860.312-4.263-3.5290.0000.000100.3280.0860.312-3.022-2.2960.219-0.504200.3040.0860.312-1.563-0.8610.428-0.369300.2650.0860.312-1.307-0.6430.617-0.397400.2160.0860.312-1.307-0.6930.776-0.538500.1580.0860.312-1.307-0.7500.900-0.675600.0970.0860.312-1.307-0.8110.985-0.799700.0370.0860.312-1.307-0.8721.028-0.89780-0.0200.0860.312-1.307-0.9291.032-0.95990-0.0710.0860.312-1.307-0.9801.000-0.980100-0.1130.0860.312-1.307-1.0210.938-0.958110-0.1450.0860.312-1.307-1.0540.851-0.897120-0.1680.0860.312-1.307-1.0770.747-0.805130-0.1830.0860.312-1.307-1.0920.632-0.690140-0.1910.0860.312-1.307-1.1000.510-0.560150-0.1950.0860.312-1.307-1.1030.383-0.423160-0.1950.0860.312-1.307-1.1040.256-0.283170-0.1950.0860.312-1.307-1.1040.128-0.141180-0.1950.0860.312-1.307-1.1030.0000.000190-0.195-0.0860.312-1.312-1.281-0.1280.164200-0.195-0.0860.312-1.329-1.298-0.2560.332210-0.195-0.0860.312-1.360-1.328-0.3830.509220-0.191-0.0860.312-1.407-1.372-0.5100.699230-0.183-0.0860.312-1.477-1.434-0.6320.906240-0.168-0.0860.312-1.577-1.519-0.7471.135250-0.145-0.0860.312-1.719-1.638-0.8511.394260-0.113-0.0860.312-1.920-1.806-0.9381.694270-0.071-0.0860.312-2.209-2.053-1.0002.053280-0.020-0.0860.312-2.632-2.426-1.0322.5042900.037-0.0860.312-3.272-3.009-1.0283.0943000.097-0.0860.312-4.263-3.940-0.9853.8793100.158-0.0860.312-4.263-3.879-0.9003.4913200.216-0.0860.312-4.263-3.821-0.7762.9663300.265-0.0860.312-4.263-3.772-0.6172.3253400.304-0.0860.312-4.263-3.733-0.4281.5983500.328-0.0860.312-4.263-3.709-0.2190.8133600.336-0.0860.312-4.263-3.7010.0000.000注：表中函數(shù)一欄中的函數(shù)式為6.3.2繪制切向力圖以表6-3中的數(shù)據(jù)，作如圖6.2所示Ⅰ級(jí)列的切向力曲線圖。以表6-4中的數(shù)據(jù)，作如圖6.3所示Ⅱ級(jí)列的切向力曲線圖。圖6.2、圖6.3中均是橫坐標(biāo)是曲柄轉(zhuǎn)角α，縱坐標(biāo)是切向力T。圖6.2一級(jí)列綜合活塞力圖圖6.3二級(jí)列綜合活塞力圖6.3.3平均切向力計(jì)算及誤差校核列的切向力：Tm=(A／l)mt (6-12)總平均切向力：Tm`=Tm+Rr (6-13)式中：T`m——總平均切向力，KN；Rr——旋轉(zhuǎn)摩檫力，KN。圖6.4一級(jí)列切向力圖圖6.5二級(jí)列切向力圖所作切向力圖的正確性可用軸功率計(jì)算平均切向力Tm`來校核：T`=30Nz/πrn (6-14)6.4總切向力的疊加及總切向力的繪制6.4.1總切向力的疊加在多列壓縮機(jī)中，總切向力是由各列的切向力疊加而成的。壓縮機(jī)無論哪一列超前或落后，都會(huì)對(duì)整機(jī)的切向力產(chǎn)生影響，所以為了使慣性力盡可能自相平衡，應(yīng)盡可能地確定多種方案，通過計(jì)算選擇最優(yōu)方案。6.4.2不同方案總切向力圖的繪制本設(shè)計(jì)為W型二級(jí)壓縮機(jī)，三列氣缸，相鄰兩列氣缸夾角等于60°，曲軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，本設(shè)計(jì)中方案的不同即二級(jí)氣缸所在位置的不同（左邊、中間或右邊）。方案一：Ⅱ級(jí)氣缸在左邊，Ⅰ級(jí)氣缸的二列在中間和右邊，以中間氣缸為基準(zhǔn)列。圖6.6方案一圖6.7方案一總切向力圖

表6-5方案一總切向力力單位（KN）轉(zhuǎn)角氣缸方案一總切向力中右左00.0001.272-0.8080.46410-0.0901.770-0.9000.780200.1471.517-0.9570.708300.2901.163-0.9730.481400.3120.785-0.9480.150500.2910.395-0.885-0.199600.2360.000-0.793-0.557700.161-0.090-0.679-0.608800.0810.147-0.551-0.323900.0090.290-0.416-0.117100-0.0450.312-0.278-0.011110-0.0790.291-0.1390.074120-0.0930.2360.0000.144130-0.0910.1610.1620.231140-0.0790.0810.3280.329150-0.0620.0090.5020.450160-0.041-0.0450.6900.604170-0.021-0.0790.8950.7961800.000-0.0931.1241.0311900.048-0.0911.3821.3392000.098-0.0791.6841.7032100.152-0.0622.0472.1372200.210-0.0412.5022.6712300.273-0.0213.0973.3492400.3400.0003.8884.2282500.4130.0483.5053.9662600.4970.0982.9813.5762700.6000.1522.3403.0922800.7410.2101.6102.5622900.9500.2730.8202.0433001.2720.3400.0001.6123101.7700.413-0.5101.6743201.5170.497-0.3811.6333301.1630.600-0.4121.3523400.7850.741-0.5530.9733500.3950.950-0.6890.6573600.0001.272-0.8080.464對(duì)方案一總切向力數(shù)據(jù)處理得平均切向力Tm=1.298KN總平均切向力Tm`=1.298+0.036+0.036+0.030=1.4KN方案二：Ⅱ級(jí)氣缸在中間，Ⅰ級(jí)氣缸的二列在左邊和右邊，以中間氣缸為基準(zhǔn)列。圖6.8方案二圖6.9方案二總切向力圖

表6-6方案二總切向力力單位（KN）轉(zhuǎn)角氣缸方案二總切向力中右左00.0001.2720.2361.50810-0.5101.7700.1611.42120-0.3811.5170.0811.21730-0.4121.1630.0090.76140-0.5530.785-0.0450.18750-0.6890.395-0.079-0.37360-0.8080.000-0.093-0.90170-0.900-0.090-0.091-1.08280-0.9570.147-0.079-0.88990-0.9730.290-0.062-0.744100-0.9480.312-0.041-0.677110-0.8850.291-0.021-0.615120-0.7930.2360.000-0.557130-0.6790.1610.048-0.470140-0.5510.0810.098-0.372150-0.4160.0090.152-0.255160-0.278-0.0450.210-0.113170-0.139-0.0790.2730.0551800.000-0.0930.3400.2471900.162-0.0910.4130.4842000.328-0.0790.4970.7452100.502-0.0620.6001.0412200.690-0.0410.7411.3902300.895-0.0210.9501.8252401.1240.0001.2722.3952501.3820.0481.7703.2012601.6840.0981.5173.2992702.0470.1521.1633.3622802.5020.2100.7853.4972903.0970.2730.3953.7653003.8880.3400.0004.2283103.5050.413-0.0903.8283202.9810.4970.1473.6253302.3400.6000.2903.2313401.6100.7410.3122.6643500.8200.9500.2912.0623600.0001.2720.2361.508對(duì)方案二總切向力數(shù)據(jù)處理得平均切向力Tm=1.588KN總平均切向力1.588+0.036+0.036+0.030=1.69KN方案三：Ⅱ級(jí)氣缸在又邊，Ⅰ級(jí)氣缸的二列在中間和左邊，以中間氣缸為基準(zhǔn)列。圖6.10方案三結(jié)構(gòu)方案圖圖6.11方案三總切向力圖

表6-7方案三總切向力力單位（KN）轉(zhuǎn)角氣缸方案三總切向力中右左00.0003.8880.2364.12510-0.0903.5050.1613.575200.1472.9810.0813.209300.2902.3400.0092.640400.3121.610-0.0451.877500.2910.820-0.0791.033600.2360.000-0.0930.144700.161-0.510-0.091-0.441800.081-0.381-0.079-0.379900.009-0.412-0.062-0.464100-0.045-0.553-0.041-0.640110-0.079-0.689-0.021-0.788120-0.093-0.8080.000-0.901130-0.091-0.9000.048-0.944140-0.079-0.9570.098-0.938150-0.062-0.9730.152-0.883160-0.041-0.9480.210-0.779170-0.021-0.8850.273-0.6331800.000-0.7930.340-0.4531900.048-0.6790.413-0.2182000.098-0.5510.4970.0442100.152-0.4160.6000.3362200.210-0.2780.7410.6732300.273-0.1390.9501.0842400.3400.0001.2721.6122500.4130.1621.7702.3462600.4970.3281.5172.3422700.6000.5021.1632.2662800.7410.6900.7852.2172900.9500.8950.3952.2413001.2721.1240.0002.3953101.7701.382-0.0903.0623201.5171.6840.1473.3493301.1632.0470.2903.5003400.7852.5020.3123.6003500.3953.0970.2913.78400.0003.8880.2364.125對(duì)方案三總切向力數(shù)據(jù)處理得：平均切向力Tm=1.663KN總平均切向力1.663+0.036+0.036+0.030=1.765KN比較以上三種方案，可以看到第一種方案的平均切向力疊加最小，因此本設(shè)計(jì)最終選用第一種排列方案。根據(jù)方案三得曲軸轉(zhuǎn)角240°時(shí)受力最大，連桿對(duì)曲軸作有限元分析如下：圖6.12曲軸受力最大時(shí)的有限元分析（節(jié)點(diǎn)應(yīng)力圖）平均切向力的校核一般需要保證：(6-15)=1.868KN所以有△=（1.868-1.765）/1.868≈5.5%考慮到可能導(dǎo)致誤差擴(kuò)大的因素，△僅超出0.5%，在可接受范圍內(nèi)，因此可判定切向力符合要求。

總結(jié)總結(jié)本次的設(shè)計(jì)，有通過各種途徑查閱資料，利用excel進(jìn)行大量運(yùn)算，以及使用軟件繪圖的逐步熟練等等，在這樣一個(gè)過程中我發(fā)現(xiàn)了自己的大量不足，同時(shí)也感覺到理論必須要結(jié)合實(shí)踐，只有通過實(shí)踐我們才能快速成長。在我看來，畢設(shè)的主要目的應(yīng)該不是結(jié)果，而應(yīng)該是在于讓我們遇到各種問題，同時(shí)不斷想盡辦法去解決他們的這樣一個(gè)過程，因?yàn)檫@個(gè)過程著實(shí)能讓我們獲益匪淺。剛開始進(jìn)行這次設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)候，認(rèn)為比較簡單，因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)的基本原理我還是比較了解的。但是實(shí)際到了具體的設(shè)計(jì)過程中，我才發(fā)現(xiàn)真正的機(jī)械設(shè)計(jì)和我原本想像的有點(diǎn)不太一樣，有一個(gè)初步的概念到把產(chǎn)品完整設(shè)計(jì)出來那是天差地別的，其中種種辛勞必須得自己體會(huì)過才能懂得。特別是在進(jìn)行一些主要零件的設(shè)計(jì)，例如曲軸、連桿、活塞等的時(shí)候，每個(gè)細(xì)節(jié)都非常重要。很多數(shù)據(jù)是相互影