2KW全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)

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1畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名：學(xué) 院：專(zhuān)業(yè)年級(jí)：題 目：指導(dǎo)教師：評(píng)閱教師： 2014 年 05 月 25 日中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)22中文摘要 活塞式制冷壓縮機(jī)是一種容積式壓縮機(jī)，把制冷劑從低壓提升為高壓，并使制冷劑不斷循環(huán)流動(dòng)，從而使系統(tǒng)不斷將內(nèi)部熱量排放到高于系統(tǒng)溫度的環(huán)境中。制冷壓縮機(jī)主要用在空調(diào)，電冰箱，制冰機(jī)等設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)用于空調(diào)中，將 R22制冷劑進(jìn)行循·環(huán)壓縮。主要包括三部分，一部分是熱力計(jì)算，包括壓縮比，排氣溫度、功率和效率的確定;另一部分是動(dòng)力計(jì)算與分析，包括缸徑和行程的選擇，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力情況的分析計(jì)算，并求出活塞力和連桿力；第三部分主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程與設(shè)計(jì)內(nèi)容是按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的，符合工程需求。關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)；全封閉；熱力分析；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)3外文摘要Title Design for Refrigeration Compressor(R22) Abstract: Pisston Refrigeration compressor is a kind of displacement compressor,which of the low-pressure refrigerant gas, and pressure tobecome a high pressure.so that continuous emission of internal heat to the environment than the system temperature. Pisston Refrigeration compressor used in air conditioners, refrigerators, ice machines and other equipment. This time the compressor we designed will be used in the air conditioning ,the R22 refrigerant compression cycle .it contains three parts:the first is heat calculation including Compression ratio 、the temperature of the wasted gas ,power and efficiency ; the other is motive power calculating and analysis ,including the Travel dimension of the cylinder and the calculation and analysis of the stress situation of the connecting rod，and piston force and the connecting rod force ;last,design and checking of the main spare parts. The whole design process and design content are based on the design standard;tally with the engineening requirement. Keywords: compressor ;fully enclosed ;temperature analysis;Structural design;中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)4目 錄第 1 章 緒 論 11.1 活塞式制冷壓縮機(jī)介紹 71.2 本制冷壓縮機(jī)的工作原理 7第 2 章 熱力計(jì)算 .92.1 技術(shù)參數(shù) 92.2 壓縮機(jī)的熱力計(jì)算 92.2.1 查取熱力參數(shù).92.2.2 壓縮機(jī)的壓縮比 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.3 壓縮機(jī)的排氣溫度 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.4 計(jì)算排氣系數(shù)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.5 壓縮機(jī)單位理論制冷量和單位理論壓縮功錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.6 壓縮機(jī)理論容積排氣量 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.7 壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)功率 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3 本章小結(jié) .12第 3 章 壓縮機(jī)動(dòng)力計(jì)算 133.1 確定壓縮機(jī)缸徑 .133.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) 133.2.1 活塞位移 .143.2.2 活塞的速度 .143.2.3 活塞的加速度 .143.2.4 曲柄銷(xiāo)加速度 .153.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力 .153.3.1 氣缸內(nèi)其體力 .153.3.2 機(jī)構(gòu)的慣性力 .173.3.3 作用在活塞上摩擦力 .203.3.4 作用在活塞上的總作用力 .203.3.5 活塞上的總作用力 分解與傳遞 22pF第 4 章 活塞組的設(shè)計(jì) 244.1 活塞的設(shè)計(jì) .244.1.1 活塞的要求及材料的選擇 .244.1.2 活塞的設(shè)計(jì) .244.2 活塞銷(xiāo)的設(shè)計(jì) .254.2.1 活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)、材料254.2.2 活塞銷(xiāo)強(qiáng)度和剛度計(jì)算 .254.3 驗(yàn)算活塞銷(xiāo)座比壓力 .26中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)54.4 本章小結(jié) .26第 5 章 連桿組的設(shè)計(jì) 275.1 連桿的設(shè)計(jì) .275.1.1 連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用 .275.1.2 連桿長(zhǎng)度的確定 .275.1.3 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算 .275.1.4 連桿桿身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.1.5 連桿大頭 .285.2 連桿螺栓的設(shè)計(jì)及校核 .295.3 本章小結(jié) .29第 6 章 曲軸的設(shè)計(jì) 306.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇 .306.1.1 曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求 .306.1.2 曲軸的結(jié)構(gòu)型式 .306.1.3 曲軸的材料 .316.2 曲軸的主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .316.2.1 曲柄銷(xiāo)的直徑和長(zhǎng)度 .316.2.2 主軸頸的直徑和長(zhǎng)度 .316.2.3 平衡重 .316.2.4 曲軸上的油孔和油槽 .336.2.5 曲軸的強(qiáng)度校核 .336.3 本章小結(jié) .34第 7 章 機(jī)體和氣缸設(shè)計(jì) 357.1 機(jī)體材料的選擇357.2 氣缸的設(shè)計(jì)357.3 機(jī)體的設(shè)計(jì) .36第 8 章 閥組的設(shè)計(jì) .378.1 閥板的設(shè)計(jì)378.2 缸蓋的設(shè)計(jì) .388.3 進(jìn)氣閥和排氣閥 .388.3.1 氣閥的要求388.3.2 進(jìn)氣閥和排氣閥的設(shè)計(jì)和校核 .398.4 墊片的設(shè)計(jì) .418.5 本章小結(jié) .41第 9 章 其他部件的設(shè)計(jì) 429.1 機(jī)殼的結(jié)構(gòu) .429.2 壓縮機(jī)防振裝置 .429.3 壓縮機(jī)潤(rùn)滑和供油機(jī)構(gòu) .43中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)69.4 壓縮機(jī)出廠技術(shù)要求 .44總 結(jié) .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。致 謝 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn) .45中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)第 7 頁(yè)第 1 章 緒 論1.1 活塞式制冷壓縮機(jī)介紹在制冷壓縮機(jī)中，活塞式是問(wèn)世最早的一種機(jī)型，因而它得到廣泛的發(fā)展和深入的研究。目前活塞式壓縮機(jī)仍被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其產(chǎn)量仍居各種壓縮機(jī)之首?；钊綁嚎s機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，通過(guò)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā)的循環(huán)過(guò)程?；钊街评鋲嚎s機(jī)型式和種類(lèi)較多，可根據(jù)不同的方法分類(lèi)。根據(jù)其密封情況可分為全封閉、半封閉、開(kāi)啟式三種型式。根據(jù)壓縮機(jī)的制冷量殼分為大、中、小型。根據(jù)氣缸布置分為臥式、直立式和角度式三種類(lèi)型。按壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分類(lèi)，活塞式制冷壓縮機(jī)可分為滑管式、連桿式和斜盤(pán)式。1.2 本制冷壓縮機(jī)的工作原理在本次壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中是采用曲軸連桿式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。氣缸與進(jìn)排氣消聲器，支承曲軸主軸頸的主軸承鑄為一體。曲軸的上部另設(shè)一個(gè)輔助軸承，稱(chēng)為上軸承。曲軸了由于采用雙支承，受力情況較單支承要好得多。活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)、連桿與曲軸相連接。電動(dòng)機(jī)設(shè)置在殼內(nèi)的下部。電動(dòng)機(jī)的定子用螺栓與氣缸體緊固在一起，轉(zhuǎn)子與曲軸連成一體。整個(gè)機(jī)器用三根彈簧懸吊在殼體內(nèi)，因此具有良好的減振性。當(dāng)接通電源后，電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)曲軸連桿大頭轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿小頭與活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞從閥板向曲軸方向移動(dòng)時(shí)，制冷劑蒸氣從進(jìn)氣管通過(guò)消聲器，缸蓋中的吸氣腔，閥板，吸氣閥片進(jìn)入氣缸。當(dāng)活塞從曲軸側(cè)向閥板方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣閥片關(guān)閉，氣缸中制冷劑蒸氣被壓縮，達(dá)到某一壓力后，排氣閥片打開(kāi)，高壓蒸氣通過(guò)排氣閥片排出氣缸，通過(guò)排氣消聲器和排氣管排出壓縮機(jī)進(jìn)入冷凝器。壓縮機(jī)的殼體是由下殼和上蓋組成。用焊接的方法將二者焊接成一休。殼休上右進(jìn)氣管和排氣管，可分別與蒸發(fā)器和冷凝器連接。殼體上還焊有接線往，電源通過(guò)接線柱供給壓縮機(jī)動(dòng)力。為了使壓縮機(jī)正常啟動(dòng)和安全運(yùn)轉(zhuǎn)，接線柱上裝有啟動(dòng)繼電器和過(guò)熱保護(hù)器。當(dāng)壓縮機(jī)負(fù)載過(guò)大或溫度過(guò)高時(shí)，則電源自動(dòng)切斷，壓縮機(jī)停止工作。壓縮機(jī)殼體內(nèi)裝有一定量的潤(rùn)滑油。曲軸的下部鉆有偏心的吸油孔，末端裝有吸中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)8油管。吸油管浸入油面以下。曲軸上加工有油孔和油槽。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑油在離心力的作用下通過(guò)吸油管沿曲軸的偏心油孔和油槽上升。這樣就依次潤(rùn)滑了主軸頸、曲柄銷(xiāo)、連桿大頭、連桿小頭、活塞和氣缸。此外還有一部分潤(rùn)滑油向上噴灑到上蓋的內(nèi)壁上，然后作傘狀下落，順殼體內(nèi)壁下流，將壓縮機(jī)內(nèi)的熱盤(pán)通過(guò)殼體向空氣中散發(fā)，從而降低壓縮機(jī)的溫度。由于本次設(shè)計(jì)的小型全封閉壓縮機(jī)應(yīng)用在空調(diào)器上，對(duì)它的噪音要求很?chē)?yán)。此外，還要求它耗電低，可靠性高和壽命長(zhǎng)。中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)9第 2 章 熱力計(jì)算2.1 技術(shù)參數(shù) 1）標(biāo)準(zhǔn)工況： 蒸發(fā)溫度 7.2℃； 冷凝溫度 54.4℃；過(guò)冷溫度 46.1℃；吸氣溫度 35℃2）制冷工質(zhì)： R22 3）電源與電機(jī)類(lèi)型：?jiǎn)蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)，220(±10％)V ，50Hz 4）制冷量：2KW 5）能效比: EER≥3.02.2 壓縮機(jī)的熱力計(jì)算2.2.1 查取熱力參數(shù)圖 2.1 R22 的 P-H 圖由 R22 制冷劑的 P-H 圖（圖 2.1）查的h1：Ps1=624.6Kpa h1=407.54kj/kg V1=0.03817m3/kg S1=1.740h2:Ps2=624.6Kpa h2=427.69kj/kg V2=0.043111m3/kg S2=1.809h3：Pd3=2135.6Kpa h3=462.81kj/kg V3=0.01412m3/kg S3=1.809h4：Pd4=2135.6Kpa h4=418.34kj/kg V4=0.01049m3/kg S4=1.681h6: Ps6=624.6Kpa h6=258.29kj/kg S=1.207中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)10由此可知：蒸發(fā)溫度下工質(zhì)壓力 Ps=624.6Kpa 冷凝溫度下工質(zhì)的壓力 Pd=2135.6Kpa 進(jìn)口狀態(tài)下工質(zhì)的焓值 h2=427.69kj/kg壓縮終了時(shí)工質(zhì)的焓值 h3=462.81kj/kg冷凝溫度下工質(zhì)的焓值 h6=258.29kj/kg壓縮機(jī)進(jìn)口處的比容 V2=0.04311m3/kg2.2.1 熱力計(jì)算1.單位質(zhì)量的制冷量q0=h2-h6=427.69-258.29=169. 4kj/kg2.單位質(zhì)量的理論絕熱壓縮功wis=h3-h2=462.81-427.69=35.12kj/kg3.能效比EER=q0/wis=169.4/35.12=4.823 符合要求4.容積系數(shù) λv取相對(duì)余隙容積 C=0.01λv=1-C[（錯(cuò)誤！未找到引用源。 ）1/m-1]取 m=1取排氣終了的相對(duì)壓力損失為錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.01所以 ΔPd=0.01Pdλv=1-0.01[（ ）-1]=0.9755624.0135.135.??5.壓力系數(shù) λpλp=??Psv???c1-取進(jìn)氣終了時(shí)相對(duì)壓力損失錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.03所以 ΔPs=0.03Psλp= =0.9689??03.975.1???6.泄露系數(shù) λt根據(jù)有關(guān)資料，取 λt=0.98中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)117.溫度系數(shù) λt壓縮機(jī)為空氣自由冷卻取 a=1.15，b=0.25吸氣過(guò)熱度 θ=(Ts-T )℃=(35-7.2)℃=27.8ΟC?其中 Ts 為:吸氣溫度，T 為蒸發(fā)溫度。λt=錯(cuò)誤！未找到引用源。= = 0.8728??8.275.08.27315. ???8.壓力比49.362.015sd??P?9.輸氣系數(shù) λλ=λvλpλtλt=0.808410.理論制冷量 Q0Q0=Q/λ=2KW/0.6947=2.4740KW11.理論容積輸氣量 VhQ0=q0·mm= Q0/q0=2.474·103w/（50·161.04·10 3J/kg）=0.2916·10 -3kgVh=V2·m=0.04311·0.2916·10-3=0.01257·10-3m3=12.57cm312.主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：取氣缸直徑 D=30mmVh=錯(cuò)誤！未找到引用源。 2·S/4S=（4Vh）/（πD 2）=（4·12.57）/（3.14·32）=1.778cm=18mm實(shí)際輸氣體積 Vh’=πD 2S/4=12.5663cm313.實(shí)際質(zhì)量輸氣量Ga=（λVh’/V 2）·50=0.8084·12.5663·10 -6·50/0.04311=1.1786·10-2 kg（3）指示功率壓力比 ε=Pd/Ps=2135.6/624.6=3.4191工質(zhì)在氣缸內(nèi)與汽缸壁的熱交換幾乎為零，可以按絕熱過(guò)程計(jì)算指示功率Pi=1.309·10-2·λv·λp·i·n·Ps·S·D 2·錯(cuò)誤！未找到引用源?！[ε（1+δ0）]k-1/k-1}中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)12=1.309·10-2·0.9755·0.9689·3000·0.6246·106· 錯(cuò)誤！未找1-.到引用源。1.6 ·{[3.4191· （1+0.04）]1.1-1/1.1-1} =507.09W5-10?14.指示效率ηi=Pis/Pi=413.9243 / 507.0897= 0.816315.摩擦功率取平均摩擦壓力 Pm’=0.3·105PaPm=1.309·D2·S·n·Pm·10-5KW=1.309·0.0004·0.04·3000·0.3=18.85w16.軸功率Pz = Pi+Pm = 507.09+18.85 = 525.94 W17.機(jī)械效率ηm=Pi/Pz=507.09/525.94=0.964218.軸效率ηz=ηm·ηi=0.9642·0.8163=0.787019.電效率取電動(dòng)機(jī)的效率 ηm0=0.75電效率 ηe=ηm0·ηz=0.75·0.7870=0.590320.電功率Pe=1.25·Pis/ηe=1.25·413.9243/0.5903=876.51W21.電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)選擇 （外形尺寸單位：mm·mm·mm）YL802-2 1100w 3000r/min 效率 75% 外形尺寸 295·165·200（長(zhǎng)·寬·高）2.3 本章小結(jié)本章首先主要對(duì)壓縮機(jī)的的熱力進(jìn)行了計(jì)算，求出了電動(dòng)機(jī)的所需功率，理論排氣量，為后邊的求氣缸直徑，行程以及進(jìn)一步的動(dòng)力計(jì)算和零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)13第 3 章 壓縮機(jī)動(dòng)力計(jì)算3.1 確定壓縮機(jī)缸徑 60/42sniDqv??式中 為理論容積排氣量； S 為行程取 s=18mm； n 為轉(zhuǎn)速取 n=3000r/min；ivq單缸取 1；求的 D=30mm3.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)圖 3.1 為曲柄連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。氣缸中心線通過(guò)曲軸中心 O，OB 為曲柄，AB 為連桿，B 為曲柄銷(xiāo)中心，A 為連桿小頭孔中心或活塞銷(xiāo)中心。當(dāng)曲柄按等角速度 旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄 OB 上任意點(diǎn)都以 O 點(diǎn)為圓心做等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，?活塞 A 點(diǎn)沿氣缸中心線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿 AB 則做復(fù)合的平面運(yùn)動(dòng)，其大頭 B 點(diǎn)與曲柄一端相連，做等速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而連桿小頭與活塞相連，做往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊鐾鶑?fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度和加速度是變化的。它的速度和加速度的數(shù)值以及變化規(guī)律對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)以及發(fā)動(dòng)機(jī)整體工作有很大影響，因此，研究曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要任務(wù)就是研究活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖 3.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)14λ=R/L λ 應(yīng)在 1/3.5 - 1/5 范圍內(nèi) 取 1/4曲柄半徑 r=s/2=9mm連桿的長(zhǎng)度 L=r/λ=36mm曲柄的角速度 為： ?3062n??式中： —曲軸轉(zhuǎn)數(shù)， ；nmin/r已知額定轉(zhuǎn)數(shù) =2940 ，則 ；14.6?srad/3.2.1 活塞位移假設(shè)在某一時(shí)刻，曲柄轉(zhuǎn)角為 ，并按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)?當(dāng) = 時(shí)，活塞銷(xiāo)中心 A 在最外面的位置，此位置稱(chēng)為外止點(diǎn)。當(dāng) =180 時(shí)，??0 ??A 點(diǎn)在最里面的位置，此位置稱(chēng)為內(nèi)止點(diǎn)。x= )]sin1(cos1[2????r3.2.2 活塞的速度 將活塞位移公式對(duì)時(shí)間 t 進(jìn)行微分，即可求得活塞速度 v)2sin/(si????rwdtxv當(dāng) 或 時(shí)，活塞速度為零，活塞在這兩點(diǎn)改變運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng) 時(shí)，??0??18 ??90?，此時(shí)活塞得速度等于曲柄銷(xiāo)中心的圓周速度。?rv3.2.3 活塞的加速度將活塞速度對(duì)時(shí)間 微分，可求得活塞加速度t )2cos(2????rwdtva曲柄轉(zhuǎn)角活塞位移(mm)活塞速度 m/s活塞加速度m/s*s曲柄轉(zhuǎn)角活塞位移(mm)活塞速度m/s活塞加速度 m/s*s中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)150 0.00 0.00 1065.28 190 17.90 -0.36 -639.07 10 0.17 0.60 1039.48 200 17.59 -0.72 -637.62 20 0.67 1.17 964.03 210 17.08 -1.09 -631.52 30 1.49 1.68 844.57 220 16.36 -1.44 -615.84 40 2.57 2.12 689.84 230 15.45 -1.78 -584.79 50 3.88 2.46 510.80 240 14.35 -2.10 -532.64 60 5.35 2.70 319.58 250 13.09 -2.38 -454.69 70 6.93 2.83 128.27 260 11.67 -2.61 -348.19 80 8.55 2.85 -52.22 270 10.14 -2.77 -213.06 90 10.14 2.77 -213.06 280 8.55 -2.85 -52.22 100 11.67 2.61 -348.19 290 6.93 -2.83 128.27 110 13.09 2.38 -454.69 300 5.35 -2.70 319.58 120 14.35 2.10 -532.64 310 3.88 -2.46 510.80 130 15.45 1.78 -584.79 320 2.57 -2.12 689.84 140 16.36 1.44 -615.84 330 1.49 -1.68 844.57 150 17.08 1.09 -631.52 340 0.67 -1.17 964.03 160 17.59 0.72 -637.62 350 0.17 -0.60 1039.48 170 17.90 0.36 -639.07 360 0.00 0.00 1065.28 180 18.00 0.00 -639.17 表 3.1 活塞的位移、速度和加速度3.2.4 曲柄銷(xiāo)加速度2rwa?3.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力作用于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的力分為：缸內(nèi)氣體力、運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力、摩擦阻力。3.3.1 氣缸內(nèi)其體力 pscisAF)(??中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)16膨脹過(guò)程 10)(psxpmici??ddp05.??進(jìn)氣過(guò)程 2ci壓縮過(guò)程 20)(psxpmici??ssp05.2??排氣過(guò)程 1ci曲柄轉(zhuǎn)角 ɑ膨脹過(guò)程p(Mp)吸氣過(guò)程p(mp)壓縮過(guò)程p(mp)排氣過(guò)程p(mp)氣體力p*a(N)0 2.16 -739.28 10 1.15 -414.38 20 0.76 -60.98 30 0.549 34.36 40 0.549 34.36 50 0.549 34.36 60 0.549 34.36 70 0.549 34.36 80 0.549 34.36 90 0.549 34.36 100 0.549 34.36 110 0.549 34.36 120 0.549 34.36 130 0.549 34.36 140 0.549 34.36 150 0.549 34.36 160 0.549 34.36 170 0.549 34.36 180 0.549 34.36 190 0.60 12.23 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)17200 0.61 6.72 210 0.63 -2.91 220 0.66 -17.40 230 0.71 -37.96 240 0.77 -66.43 250 0.86 -105.69 260 0.98 -160.20 270 1.15 -237.20 280 1.40 -348.85 290 1.75 -509.76 300 2.16 -739.28 310 2.16 -739.28 320 2.16 -739.28 330 2.16 -739.28 340 2.16 -739.28 350 2.16 -739.28 360 2.26 -739.28 表 3.2 其體力3.3.2 機(jī)構(gòu)的慣性力慣性力是由于運(yùn)動(dòng)不均勻而產(chǎn)生的，為了確定機(jī)構(gòu)的慣性力，必須先知道其加速度和質(zhì)量的分布。加速度從運(yùn)動(dòng)學(xué)中已經(jīng)知道，現(xiàn)在需要知道質(zhì)量分布。實(shí)際機(jī)構(gòu)質(zhì)量分布很復(fù)雜，必須加以簡(jiǎn)化。為此進(jìn)行質(zhì)量換算。1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量換算質(zhì)量換算的原則是保持系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)等效性。質(zhì)量換算的目的是計(jì)算零件的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，以便進(jìn)一步計(jì)算它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的慣性力。（1）連桿質(zhì)量的換算連桿是做復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)的零件。為了方便計(jì)算，將整個(gè)連桿（包括有關(guān)附屬零件）的質(zhì)量 用兩個(gè)換算質(zhì)量 和 來(lái)代換，并假設(shè)是 集中作用在連桿小頭中心處，Lm1m21m中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)18并只做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量； 是集中作用在連桿大頭中心處，并只沿著圓周做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)2m的質(zhì)量，如圖 2.2 所示：圖 2.2 連桿質(zhì)量的換算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化到小頭的質(zhì)量 ml=（0.3-0.4）mm2=(0.6-0.7)m在本連桿中 m 粗略估算為 0.03kgm1=0.009kg m2=0.059kg（2）往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量 j活塞（包括活塞上的零件）是沿氣缸中心做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的。它們的質(zhì)量可以看作是集中在活塞銷(xiāo)中心上，并以 表示。其中 為 0.05kg。質(zhì)量 與換算到連桿小hmhhm頭中心的質(zhì)量 之和，稱(chēng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 ，即 =0.009+0.05=0.059kg。 1ms 1hs??（3）不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量 r曲拐的不平衡質(zhì)量及其代換質(zhì)量如圖 2.3 所示： 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)19圖 2.3 曲拐的不平衡質(zhì)量及其代換質(zhì)量曲拐在繞軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄銷(xiāo)和一部分曲柄臂的質(zhì)量將產(chǎn)生不平衡離心慣性力，稱(chēng)為曲拐的不平衡質(zhì)量。為了便于計(jì)算，所有這些質(zhì)量都按離心力相等的條件，換算到回轉(zhuǎn)半徑為 的連桿軸頸中心處，以 表示,其中 mk 估算為 0.02kg。質(zhì)量 與換算rkmkm到大頭中心的連桿質(zhì)量 之和稱(chēng)為不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量 ，即2 r=0.041kg2kr??由上述換算方法計(jì)算得：往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量 =0.059 ，不平衡回轉(zhuǎn)質(zhì)量 =0.041 。smgrmkg2、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力把曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量簡(jiǎn)化為二質(zhì)量 和 后，這些質(zhì)量的慣性力可以從sr運(yùn)動(dòng)條件求出，歸結(jié)為兩個(gè)力。往復(fù)質(zhì)量 的往復(fù)慣性力 和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量 的旋轉(zhuǎn)慣性ssIr力 。rI（1）往復(fù)慣性力????2coscos2rmrIsss??式中： —往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量， ；smkg—連桿比；?—曲柄半徑， ；r—曲柄旋轉(zhuǎn)角速度， ；?srad/—曲軸轉(zhuǎn)角。?是沿氣缸中心線方向作用的，公式前的負(fù)號(hào)表示 方向與活塞加速度 的方向sI sPa相反。表 3.3 往復(fù)慣性力 曲柄轉(zhuǎn)角ɑ（℃）慣性力（N）曲柄轉(zhuǎn)角ɑ（℃）慣性力（N）曲柄轉(zhuǎn)角ɑ（℃）慣性力（N）0 62.85 130 -34.50 250 -26.83 10 61.33 140 -36.33 260 -20.54 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)20（2）旋轉(zhuǎn)慣性力2?rmPr??N94.361.409.41. 2???3.3.3 作用在活塞上摩擦力=2.83NsnipFmimp2)1(60.????3.3.4 作用在活塞上的總作用力由前述可知，在活塞銷(xiāo)中心處，同時(shí)作用著氣體作用力 ，活塞摩擦力 和往gPmpF復(fù)慣性力 ，由于作用力的方向都沿著中心線，故只需代數(shù)相加，即可求得合力 sImpsFp??表 3.4 活塞力曲柄轉(zhuǎn)角 ɑ℃）慣性力（N）摩擦力（N）氣體力(N)活塞力（N）20 56.88 150 -37.26 270 -12.57 30 49.83 160 -37.62 280 -3.08 40 40.70 170 -37.70 290 7.57 50 30.14 180 -37.71 300 18.86 60 18.86 190 -37.70 310 30.14 70 7.57 200 -37.62 320 40.70 80 -3.08 210 -37.26 330 49.83 90 -12.57 220 -36.33 340 56.88 100 -20.54 230 -34.50 350 61.33 110 -26.83 240 -31.43 360 62.85 120 -31.43 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)210 62.85 2.83 -739.28 -628.81 10 61.33 2.83 -414.38 -305.43 20 56.88 2.83 -60.98 43.51 30 49.83 2.83 34.36 131.81 40 40.70 2.83 34.36 122.68 50 30.14 2.83 34.36 112.12 60 18.86 2.83 34.36 100.84 70 7.57 2.83 34.36 89.55 80 -3.08 2.83 34.36 78.90 90 -12.57 2.83 34.36 69.41 100 -20.54 2.83 34.36 61.44 110 -26.83 2.83 34.36 55.16 120 -31.43 2.83 34.36 50.56 130 -34.50 2.83 34.36 47.48 140 -36.33 2.83 34.36 45.65 150 -37.26 2.83 34.36 44.72 160 -37.62 2.83 34.36 44.36 170 -37.70 2.83 34.36 44.28 180 -37.71 2.83 34.36 44.27 190 -37.70 -2.83 12.23 -73.10 200 -37.62 -2.83 6.72 -78.52 210 -37.26 -2.83 -2.91 -87.78 220 -36.33 -2.83 -17.40 -101.35 230 -34.50 -2.83 -37.96 -120.08 240 -31.43 -2.83 -66.43 -145.48 250 -26.83 -2.83 -105.69 -180.13 260 -20.54 -2.83 -160.20 -228.36 270 -12.57 -2.83 -237.20 -297.39 280 -3.08 -2.83 -348.85 -399.55 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)22290 7.57 -2.83 -509.76 -549.82 300 18.86 -2.83 -739.28 -768.05 310 30.14 -2.83 -739.28 -756.76 320 40.70 -2.83 -739.28 -746.20 330 49.83 -2.83 -739.28 -737.07 340 56.88 -2.83 -739.28 -730.02 350 61.33 -2.83 -739.28 -725.57 360 62.85 -2.83 -739.28 -724.05 3.3.5 活塞上的總作用力 分解與傳遞pF如圖 2.4 所示，首先，將 分解成兩個(gè)分力：沿連桿軸線作用的力 ，和把活塞lF壓向氣缸壁的側(cè)向力 ，h圖 3.4 作用在機(jī)構(gòu)上的力其中沿連桿的作用力 為： lF???2sin1?plF而側(cè)向力 為： h2sin??ph切向力為 )in1(si2?????pFT法向力 )si(co2?pr中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)23連桿作用力 的方向規(guī)定如下：使連桿受壓時(shí)為正號(hào)，使連桿受拉時(shí)為負(fù)號(hào)。lF表 3.5 其他力大小曲柄轉(zhuǎn)角連桿力 切向力 法向力曲柄轉(zhuǎn)角連桿力 切向力 法向力0 -628.81 0.00 -628.81 190 -73.17 9.57 72.54 10 -305.72 -66.11 -298.49 200 -78.81 20.52 76.09 20 43.67 18.39 39.61 210 -88.48 34.31 81.55 30 132.86 80.29 105.85 220 -102.69 52.51 88.25 40 124.30 94.16 81.14 230 -122.34 76.93 95.13 50 114.24 99.95 55.31 240 -149.01 109.86 100.68 60 103.29 98.51 31.05 250 -185.32 154.38 102.52 70 92.13 91.55 10.29 260 -235.61 214.82 96.78 80 81.41 81.18 -6.04 270 -307.14 297.39 76.79 90 71.69 69.41 -17.92 280 -412.24 411.10 30.57 100 63.39 57.80 -26.04 290 -565.65 562.11 -63.18 110 56.75 47.27 -31.39 300 -786.71 750.31 -236.52 120 51.79 38.18 -34.99 310 -771.04 674.63 -373.32 130 48.38 30.42 -37.62 320 -756.03 572.72 -493.53 140 46.25 23.65 -39.75 330 -742.90 448.96 -591.89 150 45.08 17.48 -41.55 340 -732.71 308.55 -664.57 160 44.53 11.60 -42.99 350 -726.26 157.04 -709.07 170 44.32 5.79 -43.94 360 -724.05 0.00 -724.05 180 44.27 0.00 -44.27 3.4 本章小結(jié) 本章首先分析了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，并求出了氣缸的直徑行程，以及連桿的長(zhǎng)度，曲軸的偏心距等，重點(diǎn)分析了活塞的運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上分析了每個(gè)工作過(guò)程的氣體壓力變化情況，進(jìn)一步推導(dǎo)出各過(guò)程氣體力的理論計(jì)算公式，進(jìn)行了機(jī)構(gòu)中運(yùn)中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)24動(dòng)質(zhì)量的換算，并根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出了各過(guò)程的氣體力，為后面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論數(shù)據(jù)的依據(jù)。第 4 章 活塞組的設(shè)計(jì)4.1 活塞的設(shè)計(jì) 活塞組包括活塞、活塞銷(xiāo)，它們?cè)谥评鋲嚎s機(jī)種是工作條件最嚴(yán)酷的組件。壓縮機(jī)的工作可靠性與使用耐久性，在很大程度上與活塞組的工作情況有關(guān)。4.1.1 活塞的要求及材料的選擇 根據(jù)上述對(duì)活塞設(shè)計(jì)的要求，活塞材料應(yīng)滿足如下要求：(1)質(zhì)量小。往復(fù)慣性力與往復(fù)質(zhì)量有關(guān)。故要求活塞的質(zhì)量要小，對(duì)于高轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī)，尤其重要；(2)導(dǎo)熱系數(shù)高?；钊跉飧字袎嚎s氣體時(shí)，高溫的氣體將熱量傳導(dǎo)給活塞，因此要求活塞的導(dǎo)熱系數(shù)高，盡快地將熱量傳給氣缸體，通過(guò)氣缸體向外放熱。這樣可以降低活塞的溫度，提高輸氣系數(shù)；(3) 強(qiáng)度高。在規(guī)定的壓力比下，具有足夠的強(qiáng)度；(4)耐磨性好；（5)熱膨脹性小?；钊臒崤蛎浵禂?shù)愈小愈好，這樣，在高溫蒸氣的傳導(dǎo)下，活塞才可保證最佳的氣缸間隙；（6）工藝性良好，價(jià)格低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使同一系列壓縮機(jī)的活塞大部分尺寸相同，如相同的直徑，相同的活塞銷(xiāo)孔等。這樣，加工非常方便。從材料上講，鑄鐵價(jià)格低，熱膨脹系數(shù)小，有良好的耐磨性。綜合前面的要求，選擇常用的 HT200。4.1.2 活塞的設(shè)計(jì)全封閉制冷壓縮機(jī)的活塞由于不裝活塞環(huán)所以沒(méi)有環(huán)部。其尺寸小，剛度大，熱膨脹小，故不對(duì)其群部進(jìn)行特殊處理。中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)25圖 4.1 活塞示意圖參照已有經(jīng)驗(yàn)活塞的長(zhǎng)度 L 與直徑 D 之比 L/D 一般為 0.6-l.3。活塞銷(xiāo)孔中心線距活塞項(xiàng)部的距離與直徑之比 L1/D 為 0. 35-1。活塞銷(xiāo)孔直徑 d 與活塞外徑 D 之比 d/D=0.27 一 0.45。求的 L=38mm L1=25mm d=12mm 活塞頂部厚度=2.8mm 取 t=6mmmPDt?ax4.0?薄壁取 7mm4.2 活塞銷(xiāo)的設(shè)計(jì)4.2.1 活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)、材料1、活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)和尺寸活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)為一圓柱體，中空形式，可減少往復(fù)慣性質(zhì)量，有效利用材料。活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座和連桿小頭孔的連接配合?；钊N(xiāo)的外直徑 ，活塞銷(xiāo)的內(nèi)直md12?徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取 ，活塞銷(xiāo)長(zhǎng)度 ，取md5.2?Dl )7.8~.5()9.0~85.(?ml28?2、活塞銷(xiāo)的材料由于氣體力和往復(fù)慣性力作用在活塞銷(xiāo)上，加上活塞直徑一般很小，故活塞銷(xiāo)承受很大的交變彎曲應(yīng)力和沖擊力?；钊N(xiāo)在交變彎曲應(yīng)力的作用下，油膜不易形成，因而潤(rùn)滑條件差，易磨損。為此，應(yīng)盡量使用表面硬度高，具有韌性的材料。通常使中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)26用表面滲碳的低碳鋼或表面滲碳的低合金鋼。在本設(shè)計(jì)中選用 20Cr 鋼，表面滲碳層在0.5-lmm,硬度為 HRC55-62，屈服強(qiáng)度 R≥540Mpa。4.2.2 活塞銷(xiāo)強(qiáng)度和剛度計(jì)算由運(yùn)動(dòng)學(xué)知，活塞銷(xiāo)表面受到活塞力的共同作用，總的作用力 ，活NFs05.768?塞銷(xiāo)長(zhǎng)度 L=28mm，連桿小頭高度 ，取 9mm，間隙為mdl )6.9~8()2.1~80(1??，所以活塞銷(xiāo)跨度 Lp=10mm。m5.01、最大彎曲應(yīng)力計(jì)算活塞銷(xiāo)中央截面最危險(xiǎn)其彎矩為 mNLFMp ?????5.2401.5.7684max空心銷(xiāo)的抗彎斷面系數(shù)為 ，314)(.dW??其中 25.012?所以彎曲應(yīng)力為 M?即 Paa743 108.)25.01(.0?????? M48?2、最大剪切應(yīng)力計(jì)算最大剪切應(yīng)力出現(xiàn)在銷(xiāo)座和連桿小頭之間的截面上。橫斷截面的最大剪切應(yīng)力發(fā)生在中心層上，其值按下式計(jì)算：)(max4221maxdF???? MPa5.17max??已知許用彎曲應(yīng)力 ；許用剪切應(yīng)力 ，那么校核合MP50~][?0][?格。4.3 驗(yàn)算活塞銷(xiāo)座比壓力銷(xiāo)座比壓力為：中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)27)(20maxPldFq?? papa6610.8)1023(85.7????MP9.7?][q?鑄鐵一般為 M~4][?4.4 本章小結(jié) 在活塞的設(shè)計(jì)過(guò)程中，分別確定了活塞、活塞銷(xiāo)、活塞銷(xiāo)座主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析了其工作條件，總結(jié)了設(shè)計(jì)要求，選擇合適的材料，并分別進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度和剛度校核，使其符合實(shí)際要求。第 5 章 連桿組的設(shè)計(jì)5.1 連桿的設(shè)計(jì)5.1.1 連桿的工作情況、設(shè)計(jì)要求和材料選用1、工作情況連桿小頭與活塞銷(xiāo)相連接，與活塞一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿大頭與曲柄銷(xiāo)相連和曲軸一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，連桿體除有上下運(yùn)動(dòng)外，還左右擺動(dòng)，做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。2、設(shè)計(jì)要求 連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先保證連桿具有在足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)鋼度。如果強(qiáng)度不足，就會(huì)發(fā)生連桿螺栓、大頭蓋或桿身的斷裂，造成嚴(yán)重事故，同樣，如果連桿組剛度不足，也會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的工作帶來(lái)不好的影響。所以設(shè)計(jì)連桿的一個(gè)主要要求是在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)下保證足夠的剛度和強(qiáng)度。為此，必須選用高強(qiáng)度的材料；合理的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。3、材料的選擇連桿的材料在小型全封閉壓縮機(jī)中，廣泛采用鑄鐵、鋁合金和粉末冶金材料。鋁合金連桿加工簡(jiǎn)單，且質(zhì)量較鑄鐵連桿小，因此目前許多壓縮機(jī)都采用鋁合金材料制造連桿。本課程設(shè)計(jì)中也選用鋁合金材料。中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)285.1.2 連桿長(zhǎng)度的確定設(shè)計(jì)連桿時(shí)首先要確定連桿大小頭孔間的距離，即連桿長(zhǎng)度 它通常是用連桿比l來(lái)說(shuō)明的， ， ，則 。lr/??4/1??mr9l36?5.1.3 連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度、剛度計(jì)算1、連桿小頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)連桿小頭內(nèi)徑 和小頭寬度 已在活塞組設(shè)計(jì)中確定， ， 。1d1Bm12d?9B1小頭外徑 ，取 D1=18mm。)5.~2(D1?2、連桿小頭的強(qiáng)度校核在小功率的封閉式壓縮機(jī)中，常常用下式計(jì)算連桿小頭的強(qiáng)度。bhImax??式中 為最大慣性力； b 為小頭寬度，單位 m；h 為連桿小頭壁厚，單位 max故 Mpa35.01928.6??[σ]≤15Mpa，校核合格。連桿的桿身必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，為此，多數(shù)連桿的桿身的橫截面為矩形或工字形。曲柄銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿大頭做擺動(dòng)，由于離心力的作用，對(duì)桿身產(chǎn)生彎矩，因此從小頭到大頭的截面逐漸加大。為使連桿從小頭到大頭傳力比較均勻，在桿身到小頭和大頭的過(guò)渡處用足夠大的圓角半徑。中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)29圖 5.1 連桿零件圖 5.1.5 連桿大頭連桿大頭的結(jié)構(gòu)與尺寸基本上決定于曲柄銷(xiāo)直徑 、寬度 、連桿螺栓直徑 。qDqBmd其中在 、在曲軸設(shè)計(jì)中確定， ， ，大頭寬度 ，大頭孔直徑qDmDq14?mb142?。md142?連桿大頭與連桿蓋的分開(kāi)面采用平切口，大頭凸臺(tái)高度取 ，為了提高連H71桿大頭結(jié)構(gòu)剛度和緊湊性，連桿螺栓孔間距離 ，一般螺栓孔外側(cè)壁2)3.~4.1(dC?厚取 2 毫米，螺栓頭支承面到桿身或大頭蓋的過(guò)渡采用盡可能大的圓角。5.2 連桿螺栓的設(shè)計(jì)及校核對(duì)于刨分式連桿，連桿螺栓的作用是很重要的。壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它受到很大的交變載荷。對(duì)于小型全封閉壓縮機(jī)，由于連桿的尺寸受到限制，因而連桿螺栓的尺寸更小。為了防止應(yīng)力集中而使材料疲勞斷裂，一般是降低螺栓的剛度，提高連桿大頭的剛度，緩沖應(yīng)力集中，從而提高疲勞強(qiáng)度。為了降低螺栓的剛度，一般是縮小螺栓桿身的直徑，使桿身直徑小一于螺紋根徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。桿身至頭部的過(guò)渡圓角應(yīng)盡可能大一些，螺紋采用細(xì)牙，螺紋底部不允許有尖角。中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2kw 全封閉式活塞制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)30連桿螺栓螺紋外徑 mDdm3)25.0~18.(??連桿螺栓螺紋長(zhǎng)度 l9連桿螺栓的材料選 40Cr。裝配時(shí)要嚴(yán)格按規(guī)定的力矩緊固螺栓。防止預(yù)緊力不足，或預(yù)緊力過(guò)大而使連桿螺栓斷裂。2143.dF???其中 F 為 0.5 倍的最大活塞力； 為螺栓的外徑1dMpa703.4125.68????[σ]=200~250Mpa故符合強(qiáng)度要求。5.3 本章小結(jié)本章在設(shè)計(jì)連桿的過(guò)程中，首先分析了連桿的工作情況，設(shè)計(jì)要求，并選擇了適當(dāng)?shù)牟牧?，然后分別確定了連桿小頭、連桿桿身、連桿大頭的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，并進(jìn)行了強(qiáng)度了剛度的校核，使其滿足實(shí)際加工的要求，最后設(shè)計(jì)連桿螺栓，并行檢驗(yàn)校核。第 6 章 曲軸的設(shè)計(jì)6.1 曲軸的結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇6.1.1 曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力以及它們的力矩作用下工作的，使曲軸既扭轉(zhuǎn)又彎曲，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。由于曲軸彎曲與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而產(chǎn)生附加應(yīng)力，再加上曲軸形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)變化急劇，產(chǎn)生的嚴(yán)重的應(yīng)力集中。特別在曲柄至軸頸的圓角過(guò)渡區(qū)、潤(rùn)滑油孔附近以及加工粗糙的部位應(yīng)力集中現(xiàn)象尤為突出。所以在設(shè)計(jì)曲軸時(shí)，要使它具有足夠的疲勞強(qiáng)度，