型微型空压机曲轴动静态性能分析与优化.pptVIP

231型微型空压机曲轴的动静态性能分析及优化 研究背景及意义 1 国内外研究现状 2 研究内容和拟解决的关键性问题 3 拟采取的研究方法、技术路线 4 课题的创新性 5 研究背景及意义 本课题研究来源于东风康明斯发动机的配产品—231型微型空气压缩机，活塞往复式，用于汽车制动系统。它由电动机直接驱动，使内部曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化从而产生压缩空气。其一端通过齿轮传动与发动机相连，另一端与助力泵相联。 课题来源 231空压机三维模型图样 231型空压机曲轴三维模型图样 课题背景及意义 另一方面从技术角度分析，从产品本身特性考虑，压缩机曲轴的动静态性能对整个机器的运行所起的关键性的作用。 一方面是从市场的角度分析，即微型压缩机在现阶段的发展情况，包括产品供求关系和技术水平。 从微型压缩机的市场发展和技术发展来看 近年来，微型压缩机因其用途广泛，市场需要越来越大。据有关协会行业统计资料得知，自2004年以来，国内的市场容量大约在11亿元左右，出口6亿，而预计在未来的五年仍呈快速增长的趋势。 目前的技术水平制造能力，特别是在产品稳定性和可靠性方面与国际先进水平存在一定差距，不能完全满足市场需求。如装饰行业的便携式压缩机，保持期一般只有三个月，外观质量和电气配件较为粗糙，电机无罩不密封，工作时噪音比较大。 这种需求迫使我们要尽快提高微型压缩机的性能和寿命 从微型压缩机的结构性能来看 微型压缩机的性能指标直接影响着其使用寿命、容积效率、噪音量等性能。因此有必要对压缩机的动静态性能展开研究。 曲轴是压缩机中最主要的运动部件之一。它的尺寸参数在很大程度上决定影响着压缩机的整体尺寸和重量，空压机的可靠性和寿命在很大程度上取决于曲轴的性能。 因此为了提高微型空压机的使用寿命，改善其性能，关键是提高曲轴的动静态性能。良好的动静态性能一直是产品设计里所追求的目标，所以实现对曲轴动静态性能优化是一个非常紧迫又有实际意义的工作。这也是本课题的研究意义所在。 国内外研究现状 曲轴动静态性能研究发展过程 随着电子计算机技术的发展，极大促进了与数值计算密切相关的有限元理论的发展，使得有限元分析技术迅速得到了广泛应用，这为快速有效的研究曲轴等复杂受力零件或机构提供了一种新的手段和方法——以理论为基础进行模拟仿真 作为空压机的重要部件，曲轴承受着动力原件（如发动机）和附属件作用的扭矩作用，周期性的承受连杆力与自身的惯性力，导致同时承受交变弯曲和扭转应力，本身的结构和受力都非常复杂性，这使得精确可靠的完成曲轴动静态性能的研究变得相当艰巨。 国内外研究现状 曲轴动静态性能研究发展过程 研究方法 研究方向 随着电子计算机技术的发展，极大促进了与数值计算密切相关的有限元理论的发展，使得有限元分析技术迅速得到了广泛应用，这为快速有效的研究曲轴等复杂受力零件或机构提供了一种新的手段和方法——以理论为基础进行模拟仿真 传统研究方法 现代研究方法 曲轴性能优化 曲轴性能分析 曲轴动静态性能研究方法 试验法 理论法 传统方法 即可靠性试验或耐久性试验，该方法现在仍广泛应用于生产中，但试验方法必须是要等样机生产出来，需要相关的严格的试验设备，经过很长的时间才能得到结果。这种方法结果相对可靠，但浪费时间且延长了产品的开发时间。 根据相关的理论知识，如材料力学、理论力学和弹性力学、动力学，机械振动学等所提供的公式进行推导，以此推断曲轴的可靠性或疲劳寿命是不是满足设计要求。这种方法虽然在生产前就能完成并得出结果，但由于计算过程中存在许多简化条件,使得计算精度很低，也就不能得到真实的可靠度或其它性能指标。 曲轴动静态性能研究方法 模拟仿真法 现代研究方法 模拟仿真法是随着计算机技术和有限元理论的发展而发展起来的，为快速有效的研究曲轴等复杂受力零件或机构提供了一种新的手段和方法。即以理论分析为基础， 使用三维建模软件，动力学分析软件，有限元分析软件等几种软件相结合的分析方式，实现复杂零件或机构的模拟仿真分析。这种新的分析方法弥补了传统研究方法中开发时间过长的缺点，而其准确度和可靠性也比传统方法中的理论计算大大提高。 当前，人们对曲轴动静态性能的研究方法多是以仿真模拟法。 曲轴动静态性能研究方向 曲轴性能分析 曲轴性能优化 包括静态和动态两个方面，即判断曲轴的强度，刚度，疲劳寿命，固有频率等性能指标是否满足设计要求的过程。 在性能分析的基础上，进一步改善和提高曲轴的动静态性能指标的过程。 曲轴动静态性能研究方向