安徽理工大学毕业设计
NAPi NAy NApi?NAycos?i?NAzsin?i NAP2??200.54NBP2??130.56 NBPi NBy NBpi?NBycos?i?NBzsin?i FcPi FcCi fC12 Fcyi Fcy Ncpi?NCycos?i?NCzsin?iNcCi?NCysin?i?NCzcos?i Fcp2??120.45FcC2? ?140.21曲柄销I的中点 曲柄?12?3R1?T1 ?fC12?366.56 fp12 销I的中点 ?1fp12=2???3T1?R1 ?fp12= 120 fp32 第一?1fp32=23T3?R3 ?fp32= -7.5 Tc12 曲柄销中点 第三TC12=?123T1?R1 ?Tc12= 370.56 Tc32 曲柄销中点 第五?1TC32=2?3T3?R3 ?Tc32= -30.54 Tc53 曲柄销中点 ?1Tc53=2?3T5?R5 ?Tc53= 204.21 21
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4.3.4曲轴的强度校核 （一）静强度校核
在假定个轴各颈截面尺寸相同情况下，在Ⅱ曲柄销中点截面内力最大，故实际只需校核两个截面即可。曲柄材料选为45钢，其弯曲疲劳强度值取3400kgf/cm2在第Ⅱ曲柄销中点处校核
Mx?M??FcC2?NAC2?r?TC12r3?1105.46My??FcC2?e?a?c?l4??NAC2?a?c?l4??fC12?l3?l4??3000.23??Mz??FcP2?e?a?c?l4??NAP2?a?c?l4??fP12?l3?l4??3220.21ZWz?ZWy1?d3?Zx??5.432232
??222n???1ZWz/MX?MY?MZ?4.88 截面9处的校核
Mx???FeC2?e?a?c??NAC2?a?c??fC12l3??2906.54My???M?T1r??1500.43Mz??(Fcp2?e?a?c??NAP2?a?c?)?fp12l3?3425.4 Zwz?Zwy1?d3?Zx??50.2123222n???1ZWZ/Mx?My?Mz2?24.56?4（二）曲轴的疲劳强度校核
对于曲轴上必须考虑应力集中和尺寸系数的截面，应校核疲劳强度。对于五拐两支承的曲轴疲劳强度校核，通常可取以下三个位置。第一，截面1-1，垂直输入端主轴颈，主轴颈与曲柄相接处。第二，截面4-4，垂直与曲柄销，在曲柄相接处：第三，截面9，同上面的静强度。
表4-3校核疲劳计算
计算内容和符号 材料弯曲疲劳强度符号公式 截面1-1 截面4-4 截面9 取3400（45号钢） ??1kgf/cm 222
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材料扭转疲劳极限 取2000 r?1kgf/cm 需用安全系数n 抗弯断面模数Zwzcm 抗扭断面模数Zwzcm 正应力幅?a 平均正应力322n1???1.3?3? ?d332 4.32 6.43 48.56 ?d316 9.00 12.34 100.32 ?a =（MZmax?Mzmin）/2ZWz 323.23 321.32 70.34 ?mkgf/cm3 切应力幅?m =（MZmax?Mzmin）/2ZWz 16.56 9.23 0.45 ?mkgf/cm 系数?? 敏感系数q 弯曲有效应力集中系数k? 折算系数?? 尺寸系数?? 弯曲安全系数 扭转有效应力集中系数3?m?(MXmax?MXmin)/2Zx 查图 查图 3.21 3.3 0.6 17.00 3.3 0.6 1.23 3.3 0.6 kk??1?q(???1) 2.38 2.38 2.38 查表 查表 nn??0.05 0.76 0.05 0.76 0.05 0.76 ??1k?????m 4.768 3.22 24.33 ??查表 2.9 2.9 2.9 k???? 折算系数?? 查表 0 0 0 23
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扭转安全系数n? 弯，扭联合安全系数n1 n????1+???m k???66.45 20.34 19.08 n1?n?n?/?n2?2?n? ?4.32>n 3.23>n 16.34>n (四)曲轴的刚度校核
两支点五拐曲轴刚度校核目的是校核两端主轴承的倾角，以满足主轴承的允许倾角的要求。由面前计算知，只需校核B处倾角即可，向心球面轴承的=0.005rad。当X为0时，其为0，故C为0.由图X为10，代入
1?B?(NByX2?C)/EI。?B?0.0026?0.005
2综上，曲轴各种强度校核均符合要求，达到标准。 4.4曲轴材料及技术要求
（1）曲轴材料。曲轴常用45号优质碳素钢。采用模锻加工。曲轴毛坯的热处理要求。
（2）曲轴毛坯应经正火处理以减小内应力，提高其强度和韧性。改善切削性能。粗加工后的曲轴应经回火处理。
（3）热处理后的曲轴应进行低倍和金相组织检查。化学成分分析和机械性能试验，粗加工后应进行超声波等无损探伤，精加工后进行磁粉探伤。 4.5机加工要求
（1）主轴颈和曲柄销尺寸公差不低于GB1184-79规定的IT6级精度，圆度和直线度不低于GB1184-80所规定的7级精度。
（2）曲柄的主轴颈及其其轴伸端轴颈应同轴。同轴度公差不低于GB1184-80的7级。
（3）曲柄销颈应为两端主轴颈平行，平行度公差不低于GB1184-80所规定的6级。
（4）曲柄销表面光洁度应为?8??9；
（5）各曲柄间错角应通过工艺保证其公布均等。
（6）各轴颈与曲柄相接的过渡圆角必须是圆滑过渡，不得有相接不平滑现象。 （7）曲轴上油孔的通路及尺寸应按结构设计所讲的开通，穿孔的相关处必须光滑倒角。 4.6连杆及其轴瓦 4.6.1连杆主要尺寸确定
表4-4 连杆主要尺寸表
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名称 最大柱塞力Pmax(t) 曲柄半径r(cm) 连杆比?(cm) 曲柄销直径D(cm) 连杆长度l(cm) 十字头销直径d(cm) 大头空直径D1 小头衬套内径dx(cm) 小头衬套宽度bx(cm) 小头孔内径d1(cm) 杆体中截面当量直径dm(cm) 杆体中截面高度H（cm） 连体中截面面积Am(cm2) 杆体最小截面距小头中心线距离l(cm) L处连杆体截面高度Hm 连杆最大截面距大头中心线距离l l处连杆截面高度H 连杆高度B(cm) 大头盖A-A截面面积AA(cm2) 大头盖A-A截面厚度SA(cm) 大头盖A-A截面厚度SB(cm) 连体与大头连接截面厚度sB(cm) 小头A1?A2截面面积AA1(cm) 小头A1?A2截面厚度SA1(cm) 小头C1?C2截面厚度SA1(cm) 小头A1?A2截面厚度SA1(cm) 小头侧壁臀中心线距离L（cm） 连杆螺栓外径d0(cm) 连杆螺栓定位凸径d3(cm) 连杆螺颈部直径d3(cm) 连杆螺栓定位凸径长L3(cm) 连杆螺栓孔的中心距离L(cm) 连杆螺栓在大头螺栓孔内的长度25
2计算结果 0.384 4 0.25 4 16 1.6 4.4 1.7 2.2 2.0 1.4 1.9 1.5370 2.0 1.6 4.5 2.0 2.1 1.5 0.73 0.73 0.73 1.0 0.5 0.5 0.5 2.5 0.83 1.0 7.3 1.83 6.0 4.0