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十字头重量G(kgf) 连杆重量Gg 最大活塞力P 曲柄销直径D（cm） 2）主轴颈直径D1 核算轴颈重叠度s/D(1)两相邻曲柄销处 （2）主轴颈与曲柄销处 曲柄半径r(cm) 连杆大头轴瓦宽度b(cm) R=s/2=8/2=4(已知S=8cm) b=(0.4-0.65)D=1.6-2.6取2.6 4 2.6 连杆大头采L=b+2(0.2-0.5)=2.6+2?0.5=3曲柄销长l1(m) .6 取3.6 用薄壁区，以小头定位。经过校核取3.6 曲柄厚度t(cm) (1)长臂(2)短臂 校核液压缸中心距a(cm) （1）t=(0.5-0.7)D =2-2.8 (2)取2 a=L+t+2t1=6.6 (t1=0.25) (1)2.5 （2）2 6.6 因曲柄为圆曲柄宽h(cm) h>(1.4-1.8)D,取其为8 最大宽度为圆直径 曲拐不平衡重G2（kgf） 曲拐不平衡重G3（kgf） G2重心至主轴颈距离H（m） H=(1.0-1.2)Dz =0.08 0.08 图4-2 0.34 （1）S/D=(D-3r)/D (2) S/D=(D+(1)0.73 (2)0.0625 由机械设计手册可得 由机械设计手册可得 P=P2?A =384.4kgf=0.384t D=（5.4-7. 10 30 0.384 P =3.35-4.46，取4 4 4.5 D1=0.9-1.2D=3.6-4.8 D1-r)/D 2 1.208 16
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转化系数k 往复运动质量mw(kgfs^2/m) 往复惯性力Iw (kgf) 旋转运动质量mk (kgfs/m) 旋转运动惯性力Ik (kgf) 连杆摆角β度 最大活塞力Pmax (t) 2K=0.3-0.4 低速度取较大值 2.347 Mw?(Gk?G?kGg)/g (g=9.8m/s) 2Iw?mwrw2(cos???cos2?) m=46.94 (G3?G2H/r??1?k?Gg)/g 2Ik?mhrw 2.337 40.98 表4-7 0.3844 λ=arcsin(λsinφ) Pmax??AP2max
在往复泵中，曲轴是把原动机的旋动运动转化为柱塞往复运动的重要部件之一。工作时，它将承受周期性的交变载荷，产生交变的扭转应力和弯曲应力，因此也是曲轴连杆机构中最重要的受力部件。 4.2.1曲轴的结构特点和选择
选择曲拐轴。曲拐轴几乎可适用各种类型的往复泵，尤其是在中小型多联泵中应用极为普遍。因其支撑少，使曲轴和机体的加工量减少，传动端装配也简单；相反的，因曲柄错角为144度五拐两支承曲轴不能简化成平面曲轴，故受力情况复杂，刚度和强度较差。 4.2.2典型曲轴结构
4.2.2.1曲拐布置或曲柄错角选定
此设计曲柄错为144度，而且若以靠近曲轴输入端为第一曲柄，并以它为基准顺旋转方向计算时；第二曲柄与第一曲柄间的错角取144度，第三曲柄与第一曲柄间的错角为288度。第四曲柄与第一曲柄的错角144度，第五曲柄和第一曲柄的错角216度。 4.2.2.2曲轴支承和轴承选择
二支承五拐曲轴刚度一般，主轴承处的主轴颈变形倾角较大，故主轴承多采用允许倾角较大的向心球面轴承7009C 4.2.2.3轴颈
由于制造工艺的原因，锻造曲轴的轴颈一般均制成实心圆柱体。
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4.2.2.4曲柄
曲柄额设计原则总的是应尽可能将曲柄不影响强度的多余金属去掉，以减轻重量，减少旋转惯性质量。曲柄外型选用的圆形。靠摸加工成型。其特点为：材料利用合理，疲劳强度高。 4.4.4.5过度圆角
过渡圆角设计时应注意：第一，圆角半径越大，应用集中越小，曲轴疲劳强度越高；但轴颈有效工作长度变短且圆角制造质量也难保证，因此应合理选取。第二，轴颈圆柱面和圆角表面应一次磨成，保证衔接处平滑。对重要的曲轴，圆角表面应施以滚压，以提高曲轴的疲劳强度。第三，同一曲轴上的圆角，包括轴颈突然变化处的圆角应尽量选取一样的圆角半径，以利于加工。 4.2.2.6油孔
曲轴轴颈一般采用润滑油强迫润滑和冷却，为此曲柄内应制有油孔，作为润滑油的通道。根据曲轴形状和供油方式，曲轴内的油孔选用直角油孔。 4.2.2.7轴端
轴前端与联轴器连接，连接时必须犒劳。轴段的形状：前，后端均圆柱体。圆柱体轴端加工方便。圆柱体面配合一般选取HT/K6，光洁度▽7。轴端上有中心孔，按GB145-59选取60度中心孔。 4.2.2.8轴封
轴前端为外伸端，为防止润滑油由外伸处泄漏，在相应的机体处设油封，选用橡胶油封。
表4-2 曲轴的受力分析
作用力的名称 往复惯性力Lwi 活塞力P 作用点 计算公式 计算结果（ψ1=0，ψ2=144，ψ3=288，ψ4=144，ψ5=216） Lw4=41×Lw5= 十字销中点 Lw1?mwrw2?cos????单Lw1=51.Lw2=-30.??cos2???99 433 ??位：kgf） Lw3=41.12×(-0.1)= -4.389 0.606= -30.89 24.95 活塞端 P??P??4?4D2p2D2p1P1= -120.57 P2=-120.57 P3=-120.57 P4=-120.57 P5=-120.57 ?18
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活塞综合力 连杆力 径向力 切向力 输入扭矩 R，T在Z轴上的投影F R，T在Y轴上的投影F 轴前端C出的轴前端最小直Fcz=6.04 Fcy=-333.797 单位kgf 各曲柄销中点 各曲柄销中点 输入销主轴颈 曲柄销中点 连杆中心 曲柄销中点 十字销中点 Pi?Pi?Iwi?Pm -68.58 -90.137 -124.959 -95.62 -150.659 Pci?pi/cos? -68.58 -91.14 -128.558 -96．68 -152.334 131.253 Ri?Pcicos??i??i??Ii -68.4 -78.24 -67.535 83.369 Ti?Pcisin??i??i? -68.58 -88.334 121.46 -93.70 148.7 M?(T1?T2?T3)r 78.184 Fzi?Ticos?i?Risin?i -68.58 117.24 -26.62 26.8 -42.8 Fyi?Tisin?i?Ricos?i -68.4 12.05 -136.247 -122.45 -18.75 载荷 径处 19
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轴前端A点支承反力 轴前端A点支承反力 轴尾端B点支承反力 轴尾端B点支承反力 支承反力在曲柄径向方向投影 轴尾主轴颈中点 轴前端主轴颈中点 轴前端主轴颈中点 NBy?b?l2?Fy1??c?l4?Fy2??d?l6?Fy3???1??? ??a??f?l8?Fy4??g?L9?Fy5??a?e?Fcy??NBy?320.45 Naz??1??b?l2?Fz1??c?l4?Fz2??d?l6?Fz3???? ?a??f?l8?Fz4??g?L9?Fz5??a?e?Fzy??NAz??35.57 NBy?a?b?l2?Fy1??a?c?l4?Fy2??a?d?l6?Fy3?1???a???a?f?l8?Fy4??a?g?l9?Fy5?eFcy ????N?By ?275.60轴尾主轴颈中点 NBz??1??a?b?l2?Fz1??a?c?l4?Fz2??a?d?l6?Fz3?a???a?f?l8?Fz4??a?g?l9?Fz5?eFcz ????NBz? ??7.58NAC1?NAy NAy?NAysin?i?NAzcos?iNBy NBCi???NBysin?i?NBzcos?i? ?25.56NAC2??330.43NBc2?202.45 20