重庆科技学院本科毕业设计 4 活塞组件设计
取[k1]?0.2MPa，?=1/4.5
不计密封环和刮油环高度时的一级活塞高度
1368?10?6?N4.5?5.84(mm) H1`?1max?D1?k1?0.07?0.2不计密封环和刮油环高度时的二级活塞高度
11323?10?6?N`4.5?26.7(mm) H2?2max?D2?k1?0.055?0.2活塞的总高度
H?H??nh?mh3 （4-4）
式中：n，m—活塞环数；
h，h3—活塞环的轴向高度，mm。
一般取h3=（1-2）h。根据刮油环的设计知：h3=4mm
一级活塞高度：H1?H1`?n1h1?m1h3?5.84?2?3?4?15.8(mm)
`二级活塞高度：H2?H2?n2h2?m2h3?26.7?3?2?4?36.7(mm)
活塞总高度一般与活塞直径D的关系为
H?(0.65~1.5)D （4-5）
一级活塞高度范围：H1?(0.65~1.5)D1?(0.65~1.5)?70?(45.5~105)mm 二级活塞高度范围：H2?(0.65~1.5)D2?(0.65~1.5)?55?(35.8~82.5)mm 综上所述：取一级活塞高度H1=60mm，取二级活塞高度H2=60mm。 活塞顶面至第一道活塞环的距离为
c?(1.2~3)h （4-6）
一级活塞顶面至第一道活塞环的距离：c1?(1.2~3)h1?(1.2~3)?3?3.6~9 mm
二级活塞顶面至第一道活塞环的距离 ： c2?(1.2~3)h2?(1.2~3)?2?(2.2~6)mm
取c1=5mm，
=5mm。
（4-7）
一级活塞活塞环之间的距离：
30
活塞环之间的距离为
mm
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图4-2
活塞示意图
二级环之间的距离：
取
，
裙座到底边的距离约为
（4-8）
一级活塞裙座到底边的距离：二级活塞裙座到底边的距离：活塞销中心线到底边距离约为
（4-9）
一级活塞活塞销中心线到底边距离：二级活塞活塞销中心线到底边距离：活塞销孔径均为20 mm。
活塞活塞
。
，取为27 mm。 ，取为27 mm。
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4.4 活塞销的设计
4.4.1 活塞销的材料
活塞销连接了活塞和连杆，在活塞运动过程中，承受连杆的重量和连杆作用在活塞销的力，所以活塞销要有足够的强度和刚度。综合考虑选择20Cr。
表4-3 活塞销的材料、热处理、及表面要求
4.4.2 活塞销的主要结构尺寸
活塞销的尺寸，根据最大活塞力作用下活塞销投影工作面上的许用比压初步确定后，按弯曲和剪切作用校核其强度。活塞销的计算尺寸如图4-4所示。
dl0?Pmax （4-10） [k2]式中：pmax—最大活塞力，N；
d —活塞销直径，m；
l0 —连杆铜套长度，按l0? (1.1~1.4)d的范围选取；
[k2] —活塞销许用比压，活塞力始终在一个方向时，[k2]?120×105Pa ~150×105Pa；活塞力的方向有变化时，[k2]?150×105Pa ~250×105Pa。
因为活塞力有变化，取[k2] ?200?105Pa。
0.00368?0.0041m，取d?15mm 则一级活塞销：(1.1~1.4)d2?200二级活塞销：(1.1~1.4)d2?0.01323?0.0078m，取d?15mm 200活塞销座处的表面压力按下式确定
pq?max （4-11）
2dl?式中：d—如图3-4所示，为活塞销外径，mm； l?—活塞销在一侧销座中的支撑长度，mm。
表面压力的许用值[q]
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活塞销在销座中为紧固支撑，铸铁活塞[q]?35 Mpa~40MPa。铸铝活塞[q]?20 MPa~25MPa。
一级活塞：d?15mm，取l??15mm，则：q?围内。
二级活塞：d?15mm，取l??10mm，则：q?围内。
368?0.82 MPa，在允许范
2?15?151323?4.41 MPa，在允许范
2?15?10
图4.4 活塞销计算示意图
图4-5 活塞销座计算尺寸
进行弯曲验算时，把活塞销看作两端自由支撑的梁，与连杆接触长度l0上承受均布载荷，中间截面???的弯曲应力最大，其值为
P?l?d （4-12） ?B?max?l?0?440.4?2?d?d0式中：Pmax—最大活塞力，N；
l —活塞销座支撑长度中点间的距离，mm； l0 —连杆轴承的宽度，mm；
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d0 —活塞销中心孔径，mm，一般取d0=(0.6~0.7)d。
许用弯曲应力：碳素钢[?B]?90 MPa；合金钢[?B]?150 MPa。
一级活塞连杆小头的宽度l0?18mm；活塞销中心孔径选择d0?6mm；连杆铜套与活塞销座之间应留出一定间隙，取间隙为?1?8mm，?2=3mm。则活塞销总长为
L?2??2l'?l0 （4-13）
一级活塞销：L1?2?8?2?15?18?66mm 二级活塞销：L2?2?3?2?10?18?44mm 一级活塞销:
368915?B??(66?)?4?17.2MPa
0.4215?64二级活塞销 1323915?B??(44?)?4?39.74 0.4215?63866?20?20??60??44?62MPa 0.4?2?20?8?B?活塞销的材料为20Cr，是合金钢，一、二级活塞销的?B在允许范围内。 截面Ⅱ-Ⅱ上的剪切应力为
??2pmax （4-14） 22?d?d0??许用剪切应力：碳素钢[?]?50 MPa；合金钢[?]?100 MPa。
活塞销的材料为20Cr,为合金钢，[?]?100 MPa。
2?368?3.89MPa ?100 MPa，在允许范围内； 一级活塞销：??22??(15?6)二级活塞销：??
2?1323?13.98MPa ?100 MPa，在允许范围内
??(152?62)
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