63589舰艇柴油机轴系扭转振动计算 标准 CB Z 214-1985.pdf

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1、C日 中国船舶工业总公司指导性技术文件 C B / Z 2 1 4 一8 5 舰艇柴油机轴系扭转振动计算 1 9 8 5 一 0 6 一 0 3 发布 中国船舶工业总公司批准 目录 1 计算模型及运动方程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 2当量转化 . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) 3 自由 振动计算 ， 。 ( 5 ) 4 激励 ， 。 。 ， 。 。 (5 ) 5 阻尼 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(8 ) 6 强 迫振动计算 。 ， ( 1 0 ) 7 具 有 部 分 气 缸 熄火 时 的 扭 振计 算 。 ， 。 。 ( 1 1 ) 8 许用值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 3 ) 附录A单位曲柄的柔度计算公式与 某些主机的扭振当量参数 。 ( 1 6 ) 附 录 B 气 体 压 力 产 生的 扭振 激 励 值 。 。 。 ， ， ， ， ( 2 1 ) 附 录 C 扭 振部 件 的 阻 尼计 算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 8 ) 附录D 扭振计算的步 骤与格式 。 ， ( 3 6 ) 中国 船舶工 业总 公司 指导性 技术文 件 CB/ Z 21 4 一 85 舰艇柴油机轴系扭转振动计算 本指导性技术文件 ( 以下简 称 “ 本文件”)适用于战斗舰艇柴油机动力装置及燃气轮机柴油机联 合动力装置轴系的扭转振动计算。 在军辅船柴油机 轴系中具有带有大阻尼部件

6、的系统 ( 如扭振减振器，弹性联 轴器等等)、 齿轮减 速或增速装置、较复杂的分支状况及对于 扭转振动有某些 特殊计算要求时，可参照 本文件进行扭转振 动计算。 与 民用船舶相近的军辅船柴油机 轴系，可参照民用 船舶的 扭振计算标准进行计算，也可以 用本文 件 所推荐的方法进行。 1 计算模型及运动方程 1 . 1 计算模型 1 . 1 . 1 本文件采用集中质量当量系 统作为 扭转振 动计算的模型。 其中，集中质量 处理为只有转动惯量而不具有弹性的恒定惯量，两集中质量 间的连接轴处理为只 有弹性 ( 刚度或柔度) 没有转动惯量的连接体。 1 . 1 . 2 本计算模型中所采用的质量阻尼以及轴

7、段阻尼均假定为线性阻尼。 1 . 1 . 3 本计 算模型中所采用的激励均取用经傅里叶分解后的各分谐 激励力矩， 然后运用 叠加原理综 合考虑激励的总响应。 】 . 1 . 4 计算模型的当量系统图见图1 。 峨几一 如jal一 从IM.从1 1 -1 1 i l l i J户 、r电曰 护 门 、 从r几 从几 林石 YK YKP Px,C TJ C 一 K,-.KN.-t pC,_,1 C, C 一 K,-C. Cesl(r 图 I 计算模型图 1 . 2 运动方程式及其求解 对于具有n 个集中质量的扭振系统，在它有一 组圆频率为。 的简M 激励力矩M作用下， 量的运动方程式为: I K

8、叭 + CK gP K + N 卜. ， K 伸K 一99 卜. ) + N K , K 十 . 印K 一 ， 十 ， ) + K K _ t , K ( q) K - “- ) + K K , K f , ( Q 7K 一 t/ 9 K + ( ) = M K e i ( - t + P K ， 二 ， 式中: ft, T K I 97 K - K质量的角位移，角速度，角加速度; 其任意K 质 (I ) 中国船舶工业总公司 1 9 8 5 一!L 一0 3 发布 CB/ Z 21 4 一85 C. -K质量的线性质量阻尼系 数，N m s ; N K - i , K , N K , K 十

9、. -K一 1 ， K 及 K , K + 1 轴段的线性轴段阻尼系数，N m s ; K K - ， K , K K ， K + i - K一 1 , K 及 K , K + 1 轴 段的 扭 转 刚 度 ， N m ; /,-K质量的转动惯量，k g “ m ; MK K 质量上 所作用的激励力矩振幅值，N m; ， 激励力矩的初始 相位角; 。 激励力矩的圆频率; 时间，s。 该运动方程式的特解为: 气= A K e “ - “ “ 【一 O K“ ” ， 。 ， ( 2 ) 式中:A K -K 质量振动振幅值，r a d; e K -K质量振动相位角; O K -K质量复数振幅值。 B

10、 K = A K C o s a K + i A K s i n E K 每个质量 均有相同的表达式，将式 ( 2 )代人 ( 1 )后可得到n 个联立复数方 程式。或者运用实数求 解法，将各复数值分离成实部和虚部，则可 得2 n 个联立方程式。解出该一次多元方程式便可求出对 应于某一 圆频 率“ 时的各质量的B K 或A 值，以及各轴段上的附加扭 振应力。 以上联立方程式有多种求解方法，本文件对此不作规定。 1 . 3 分支系统的运动方程式及其求解 分支系 统的运动方程式与一般无分支系统的基本相同，其 任意K质量的运动方程式仍为 ( 1 ) 式 所示。 其主要差异在于分支点质量的运动方程式，

11、以及在各分支始、末端由于质量 编号而形成的各参 数间关系 的差异而形成了 不同的计算式。 分支系统分支示意图见图2 0 1 1 图 2 分支系统分支示意图 如同 无分支时一样，其各质量运动的特解形式仍为 ( 2 )式。运用与以 上相同的求解方法，即可 解出各质量的振动响应。 CB/ Z 21 4 一85 4 计算步骤 扭转振动的计算步骤推荐如下: 1 . 4 . 1 按第2 章要求对 实际柴油机轴系进行当量 转化。 1 . 4 . 2 令运 动方程式 ( 1 )中的激励力矩为零， 阻尼为零， 按第3 章要求进行自由扭转振动计算， 初估装置的扭振特性。 1 . 4 . 8 按第4 章要求计 算激

12、励力矩。 1 . 4 . 4 按第5 章要求确定阻尼系数。 万 . 4 . 5 按第6 章要求进行规定的至少限度工况的强迫扭转振 动计算。 1 . 4 . 6 按第8 章规定，检验装置的安全程度。 1 . 4 . 7 其他 所要求的附加计算。 当皿转化 2 . 1 通则 2 . 1 . ， 在对舰艇柴油机轴系 进行扭转振动计算时，首先须将实际的舰艇柴油机轴系 转化成本文件 中1 . 1 所规定的计算模型。 2 . 1 . 2 转化后的当量系统的扭振特性 应能代表实际柴油机轴系 的扭振特性， 要求当量系统经自 由振 动计算后所得的固有频率与实际轴系的 实测固有频率基本相同，当 轴系进行 扭振实测

13、 后发现两者固有 频率相差大于5 %的实测固有频率时，应修改当量系统参数，以满足以上要求。当系 统比 较复杂及具 有大阻尼部件时，可以适当放宽。 2 . 1 . 8 当量转化时，一般以具有较大转动惯量的部件，如飞轮、推力盘、法 兰、 齿轮等作为质量的 集中点，而把它们之间的 轴段弹性值作为该两质量间的连接弹性值。 轴段的 惯量则分摊在两 端的集中 质 量上。 单位曲柄 柴油机的单位曲柄可以以气缸中心线作为 质量集中点， 简化成一个由曲柄销、主轴颈、 曲 臂、 .乙 平衡重块以 及活塞、连杆等惯量所组成的集中质量，两 质量之间的弹性值为单位曲柄的弹性值 ( 用 刚 度或柔度计量)。 采用并列 连

14、杆的V 型发动机，也可以由每个气缸中心线作为集中点而将每 单位曲柄简化成两个集 中 质量，此两个集中质量之间的弹性值为同一 排两列气缸中心线之间曲柄销的弹性值。 2 . 2 . 2 单位曲 柄的 弹性值应由柴油机制造厂提供，在缺乏数据 情况下对一般结构型式的曲轴推荐 用公式 ( 3 )、 ( 4 )进行估算: K c ,i = 二 一 . . . . . . . . . . ( 3 ) e CR = 3 2 达 书00- 6 华 L ; ) + 兀Ua i一 口 ,o e 以 0 . 8 L c +0 . 2 d i ( B / R ) d 声 一 d 品 R、 十 - 甲 二 ， 了 二一/

15、 一. 材 B 、 /d e i ( 4 ) 式中:KcR单位曲柄刚度， Nm; e c a 单 位曲 柄 柔度 ，1 / N m; G - 一 曲 轴 材 料剪 弹 性 模 数 ， N / m m 2 ; L i 主轴颈长度，C M; d ; ， 击 。 主轴颈直径及其中孔直径，C M, L c 曲柄销长度， c m; d c , d c o 曲柄销直径及其中 孔直径，c m; R曲柄半径，C M; H, B 曲臂厚度及最大宽度，c m。 CB/ Z 21 4 一 .1 . 2 . 2 . 3 附录A中的 推荐公式也可以 作为 单位曲 柄弹性值计算时的参考。 2 . 3 扭振减振器 当柴油机

16、轴系 中安装有弹性扭振减振器时，其主动部分和从 动部分可以分别简化成两个 集中 质量。 两集中质量间的弹性值即取用减振器中 弹性元件的总动态弹性值。 当安装纯硅油式减振器时，则将减振器简化成一个由 壳体惯量 和惯性体惯量值的一半所 组成的 惯 量值作为减振器的当量惯量。 2 . 4 螺旋桨 螺旋桨作为一个集中质量处理，并且应计人附水的影响。根据 螺旋桨几何参数以 及有无导管等的 不同，其附水量一般为螺旋桨在空气中的 转动惯量的1 0 %一4 0 ，在 缺乏数据的情况下，可 取2 5 % 进 行估算。 对于调距式螺旋桨的附水量，一般 取在空气中的转动惯量值的1 0 %和3 0 % 两种 ( 分别

17、为 零螺矩及 满螺 矩)，若能提出理由，允许采用不同 数值。 2 . 5 水力测功 器 水力测功器的转子组作为一个集中质量处理，并 且应计人附水的影响。附水量一般与水力测功器 的结构型式及所吸收的负荷有关，在 缺乏数据的情况下，可取为在空气中惯量值的3 5 %0 2 . 6 弹性联轴器 弹性联轴器应以其主动部分及从动部分分别组成 两个 集中质量，两集中质量间的 弹性值则为弹性 联轴器的总动态弹性值。 2 . 7 离合器 离合 器应以其主动部分及从动部分分别组成两个集量。气胎离合器中气胎 部分的惯量 可以 分摊在 以 上两 个质量上 。离合器两个集中质量间的弹性值为其间弹性元件的总动态 弹性值。

18、 带有液力偶合器 ( 或 离合器)的轴系，其从 动部分可不计人当量系统。 2 二 变速系统 具有 一 变速系统的轴系，其传动部分应转化成与柴油机转速相同 的当量系统，其当 量系 统的刚度值 和惯量值按下式转化。 K = K i 轰 二 K ( : / 。 ) ， . . . . . ( 5 ) 7 = Pi 最= I ( n / n ) = ， ( 6 ) 式中:K, K 转化后及转化前的刚度值，Nm; / , /转化后及转化前的转 动惯量值， k g . M2 ; n柴油机转速，r / mi n， 传动轴的转速，r / m i n ; 转速比，从动轴转速与柴油机转速之比。 nl味 当 需要计

19、 算齿轮间的啮合 扭矩时，可把该对 齿轮作为两个集中质量 处理，两个质量之间以大刚度 值相连接，一般可取为 单位曲柄刚度值的1 0 一2 0 倍 左右。 2 . 9 轴系 轴系 ( 推力轴、中间 轴、 A M 轴、 螺旋桨 轴等)除计人刚度 值外还应计人 惯量值。一般可取连接法 兰处为集中质量点。当轴系比较长时，应分为若干小轴段，每一 小轴段的 惯量值集中在此段轴的两 端。 一般 所划分的小轴段的刚度应不小于单位曲 柄刚度值的1 / 1 0 一 1 / 2 0 0 2 . 1 0 其他 柴油机中的一 些附件如所带 动的水泵、油泵、凸轮轴等，一般可以忽略其影响， 但当这些 部件具 有较大的惯量值

20、，或具有举足轻重的 阻尼影响，或者如需对这些部件的扭振性能作进一 步了 解时，则 需根据上述转化原则计人当 量系续- CB/ Z 21 4 - 8 5 自由振动计算 3 . 1 通则 3 . 1 . 1 舰艇柴油机轴系 需首先进行自由 扭转振动计算，以 初步估量轴系的扭振特 性。 3 . 1 . 2 自 由扭转振 动须作以下 项目 的计算。 a . 系统的固有频率。 卜 . 各固有频率下的自 振振型及其结点位置。 c 各自 振振型下的各谐 临界 转速。 d .各自 振 振 型一 F 各 谐 激 励的 相 对 振 幅 矢量 和 值疏. 3 . 2 计算方法 根 据1 . 2 , 1 . 3 中所

21、列的系统的运动方程组，取其阻尼、 激励为零值，求解其自由振动。 求 解系统自 由振动的方法，本文件不作规定， 但应注意到在复杂系统中避免漏掉在工作转速范围 内可能 遇到的固有频率及其振型。 3 . 3 自由 振动计算的范围 3 . 3 . 1 需要计算的系 统的固有频率数目 随系统的工作情况而定， 一般其最大固有频率值应不小于柴 油机额定转速的1 4 . 4 倍。 3 . 3 . 2 各自 振振型下所需计算的临界转速的谐次为: 凡 ，甲 布扮- 5 1 ，取a二 5 1 0 式中:z v桨叶数; D ， 一-螺旋桨直径， Hp 螺旋桨螺距， 7 r D三 A D = 一 V , c m， c们

22、 1 ; C 1 1 1 ; A-奖叶展开面积，c m, r 1当Z P 二4 时; 犷= ，._ _， 气 4 / 3当Zp= 3， 5时 。 在缺乏螺旋桨资料时，a 值可近似取3 0 0 5 . 4 轴段滞后阻尼 轴段滞后阻尼以轴 段阻尼形式 考虑，并作了线性化处理， ( P H ) K , K + I 二 式中:e K , K + I 第K , K+1 轴段的柔度值， 1 . 8 9 5 x 1 0 - 1 笼 山 .e K ， K + 孟 1 / Nmo 其K, K十1 轴段的阻尼系数为: ( Nms ) 。 ( 2 9 ) 5 . 5 减振器阻尼 5 . 5 . 1 有阻尼弹性减振器

23、，其阻尼以 轴段阻尼形式考虑，有阻尼弹性减振器的阻尼系 数w 。 应由 减 振器制造厂提供，附录C中给出了 若干型式减 振器的阻尼系 数，可供计算时参考。 5 . 5 . 2 纯硅 油式减振器，其阻尼以质量阻尼形式考虑，其阻尼系数可取为: C D 一 告 。 。( N m s ) ( 3 0 ) 式中:I D 纯硅油减振器的惯性轮惯量，k g m 。 5 . 6 水力 测功器阻尼 水力测功器阻尼以质量阻尼形式考虑，其 阻尼系数可按下式计算: CB/ Z 2 1 4 一 l . cu , 9 5 5 2 . 6 a w N e n ( N ms )( 3 1 ) 式巾:Ne a W 计 算转速n

24、 。 时水力 测功器吸收的功率，k W 系 数，在 缺乏可靠数据情况下可取5 . 5 0 5了 发电机阻尼 5 . 7 . 1 发电机阻尼以质量阻尼形式考虑，直流发电机的阻尼系数可按下式计算: ，_T 8， 、 ， _ _ 、， _ _ 、 l . q一U 8 一k 1 V I L 5 ) ， .月 二 “ . . . ， . ， . ， . . ， 二， 气 j Z ) 刀 口 式中:a .二 1 2 4 一1 3 5 ; T B 发电机轴扭矩，N m; n , 发电机计算转速，r / m i n 。 5 . 7 . 2 对交流发电机，在缺乏详细资料情况下，可近似地取用直流发电机的阻尼系数值

25、。 5 . 8 弹 性联 轴器阻尼 5 . 8 . 1 各种不同型式的弹性联 轴器;气胎离合 器等 部件的阻尼， 以轴段阻尼形式考虑。它 们的阻尼 系数应由制造厂提 供。在附录C中提供了 某些型式 弹性联轴器的阻尼系 数值，可供计算时参考。 6 强迫振动计算 6 . 1 通则 6 . 1 . 1 本文件推荐运用解析计算法直接 求解公式 ( 1 ) 所表示的轴系扭转振动运动方程式， 综合 计算舰艇柴油机轴系 的强迫扭转振动状况。 6 . 1 . 2 本文件对于用何种具体方法求解轴系系统的强迫振动不作规定。 6 . 1 . 3 本文件中规定了最低限度的强迫振动计算的范围 和要求。 6 . 2 计算

26、方法 6 . 2 . 1 强 迫振动计算分为分谐强迫振动计算及多谐综合合 成强迫振动计算两类。 在对轴系 扭振运动 方程组 ( ) 求解后，可得出转速为6 2 ( 5 1 = 7 c n c / 3 0 ) 时的v 谐激励响应，其任意K 质量的扭转振动角 位移为: ( 99 K ) , 0 ( A K ) , s i n C v Qt +UK ) , ) ， ， ， 一( 3 3 ) 式中: ( A K ) , 系统中K质量在” 谐激励力矩作用下的振动幅值; ( - K ) , 对基准点的相位角。 则任意K , K+1 轴段的扭振应力 幅值为: ( T K , K + I ) 了 ( A K

27、) 子+( A x ,) 已. / ( A K ) 已 + ( 月 K一 2 ( AK ) , ( A K _ ) , C O s C ( E K ) ， 一 E K + 7 ) ! R “ K , K + 1 甲 K , K - ( N ( N / mm2 ) ( 3 4 ) 式中 : e K , K + i K , K 1 1 轴 段 的 柔度 值 ， 1 / N m ; W + ， K , K + 1 轴 段 的 最 小截 面 模数 值 ， c m , ; i 二转速比， K, K + 1 轴段转速与柴油机 转速之比。 6 . 2 : 2 多谐 综合合成强迫振动是指在转速。 下，所有城皆

28、 简谐 激励力矩作用的综合 振动响应， 其任 意K质量的综合扭转振动为: q K = Y ( A K ) , s i n ( v 幼 + ( # K ) 一 ( 3 5 ) 而任意K , K + 1 轴段上，在任意t 时的瞬时扭振应力为: : _ _ 片 一 一 -一 一1一 一x _ 一 。 ，)( N / m m ) 似 韵 K ， K + ,口， ，。 “尹， .，一 rK T K + t 、 一 ， 今 J J 一，、 J v ， 几 ，几 ，J j R . eK , K + i . 冲 K , K +,民一 卜 宁 且 以 上 (P K 及、 ， K 十 : 都 是以 柴 油 机 一

29、 个工 作 循 环为 一 个 周 期变 化 的 瞬时 值 ， 其 变化 形态 理 论 上 应 与由 实测所得的曲线形态相同。 CB/ Z 2 1 4 一 8 5 扭振应力的 振幅值可取为: ( T K . K + ， ) : = ( T K , K + ) m a 、 一( T K , K + ) m i n ( N / mm ( 3 7 ) 6 . 3 强迫振动计算的范围 6 . 3 . 1 建议对以下谐次的激励力矩需进行分谐强 迫振动计算。 a 。 在工作 转速范围内可能引起系统较大振动响应的谐次， 可用下式予以判断。一般可取1 一3 个 谐 次 。、 0 二c ，( Ed ) . ， (

30、 3 8 ) 式 中 :( 汤) 一 第 ， 谐 激 励 力 矩 的 综 合 相 对 振 幅 矢 量 和 值( 统 一 取 第1 激 励 曲 柄 的 相 对 振 幅 为 1 ) 。 b . 临界 转速靠近常用 转速或额定转速，其0 值虽不大，但也具 有相当数量级的主简谐或非简谐 谐次。 计算的范围可定为0 . 6 5 8 8 . 6 N/ mm z ，则仍按o , = 5 8 8 . 6 N / m m 计算。 8 . 8 . 2 按多谐激励综合计算所得的最大 扭振应力幅值t 。 在海军舰船建造规范未规 定正式的许用 值 之前建 议应不 大于按8 . 3 . 1 中所规定的额定工 况下的许用应

31、力 值与该轴系在额定工况下按刚性计算 的最大传递扭应力幅值之和。 8 . 4 其他许用值 二4 . 1 传动齿轮对之间的最大 扭振力 矩应不大于该对齿轮间传递力矩的7 0 % . 8 . 4 . 2 弹性联轴器的最大扭振力矩应不超过 弹性联轴器制造厂 所规定的许可值。 8 . 4 . 3 弹性减振器的最大扭振力矩应不超过减 振器弹性元件的许可值。 8 . 4 . 4 有供车运行要求的交流发电机转子的振动幅值应不大于2 . 5 0 / P ( P 发电 机磁极对数目 ) 。 CB/ Z 21 4 - 85 附录A 单位曲 柄的柔度计算公式与某 些主机的扭振当 f参数 ( 参考件) A. 1 单位

32、曲柄柔度计算参考公式 各公式中的结构参数见图A1 所示，单位为c m。 其他符号的含义与 “ 指导性技术文件”相同。 L IZ y. L. H I L , 1 Z 图 A 1 A. 1 . 1 克 威尔逊 ( Ke r Wi l s o n )公式 e C a = _ 3 2 r L i + 0 .4d in G d - d o - L c + 0 . 4 d c d 建一 d 二 。 ( r a d / k g f c m) ( A 1 ) A. 1 . 2 英国内燃机研究协会 ( B . I . C. E. R. A )推荐公式 e c a = 兽 二 弃 ， 一 十 二 三 ， 一 尸书

33、 哟 (ra d / k g f “ c m ) ( A 2) 式中:G 曲轴材料的剪切弹性模数，k g f / c m , ， H w . 曲臂 的当 g厚度，可由下式确定: ， 、 二 J j H wd i d i 十 A H w +di AH 竺 丝+ di A H w . , 一十 d ; Hw ， 。 di 曲臂的当I厚度比值，可根据k 与c 值，由下式求得: H w . , di H w . . di =( 0 . 4 4 一0 . 1 8 7 5 c ) k+0 . 2 1 +0 . 0 2 7 5 c ( c 0) =0 . 4 4 k + 0 . 2 1 +0 . 1 2 c

34、 ( c 0 时， AH w e , d;(0 .03 2 + 0 .02 0 C 1 0 会一 ) + 。 。 ， + 0 . 04e ) 10 ( 贵一 1) 一 (0 .000 3 0 .012 c ) C 10 ( 会一 1) 当c ( 10 ( 贵一 1) A H w . , d; 曲柄销孔对曲臂当 量厚度的修正值; 计 算 。 = R 一 ( d;+dc 2 一 。 ，) c s/ z 2 1 4 -8 5 ” 二 _aR 则 : AH w e dj = ( 0 . 1 9 3 3 3 2 c一0 . 2 0 1 6 6 7 ) b+ ( 0 . 3 7 2 2 2一0 . 4 6

35、 6 6 6 C ) b A H w , . 曲 柄圆角对曲臂当 量厚度的修正值; 对正常圆角，则: A H w e .= d; 对凹人曲臂的圆角，( 0 . 038 一 。 .526 r,d ; ) ( 0 . 038 - 0 . 526 d o ) ( 令， 则: A H w . .( 0 . 0 3 8 十 。 . 5 2 6 we 孕 今 + ( 0 . 0 3 8 + 。 . 5 2 6 华) ( 澳 j今 ， a; ai口 c-一 叮 c 曲臂切除部分对曲臂当量厚度 的修 正值。 c 十A H d j 一jwJ， -d了一d 一A一 全 He d ; A 丝w e , = 一 全

36、H d i di 曲臂 背部切除的修正值， 立 _ ( A H c d ; ( d c ) / 令 胡一dj 全 y,c d j 一 曲臂两边切除的修正值; A H c 二 ( - 全 丝 三 )， (A H c ) (， dj、dJ-一 do 、do 按 曲 臂 背 部 或 两 边 切 除 情 况 计 算 主 轴 颈 和 曲 柄 销 的 切 除 斜 面 高 度 比h b.d i 及 几h b.d o 或 + 月。+ 九n 2一2一 由 图 A 3 A 44 d c 与 _ A H cd o 值 ， 再 求 得 A H w e sd i值 。 A H w . , d; AH w . , di

37、值也可近似地由下式求得: h b . 少r dc一Zh.c = ( 一 。 . 1 6 6 2 1 - 享 一 十 0 . 1 0 5 3 3 ) ( 口 c产 +h o + ( 0 . 4 2 2 6 2 H 一 0 . 2 6 6 2 5 ) ( 口 C产 、 d c2 + h o 十 ( 0 . 2 7 9 3 3丝 二 十 0 . 1 8 5 5 5 ) ( 口C尹、d o .一 I 花尸十 n o h b ( _ d3d o C B/ Z 2 1 4 -8 5 盛 H 。一扒 如 图 A3 A. 1 . 3 圆盘曲轴的单位曲柄柔度计算公式 交大推荐公式: 。 。 二3 2 r 忙G，

38、 L d o 一d 加xL c 不 3 . 9 2 R 0 . 9 0 5 Rc o s (l 于 L i d i 0 . 1 1 4 L c c o s fi “ s i n 上 二 . 0 4 9 L C c o s fi 一 1 ( l / k “ f . 甲一._ 自分r ， J碑户一 大 . 口i 打 .入 月 ” c m ) ( A 3) 当曲 轴材料为铸 铁时，除使用铸铁的剪切弹性模数G值外，式中系 数0 . 9 0 5 改为0 . 9 2 4 0 式中:L c , d c , d o 二曲柄销的 长度、直径、 中空径; L ; , d ; 主轴颈圆 盘的长度及直径; R曲柄半

39、径; H曲轴中心线处的厚度; fl 相邻曲柄间的夹角 ( 见图A4 )。 cs / z 2 1 4 一85 图 A4 2 0 CBi z 21 4 - 8 5 附录B 气体压力产生的扭振激励值 ( 参考件) B. ， 气体压力激励力矩的配制法 B. 1 . 1 求柴油机的初膨胀比P 根据柴油机特性试 验曲线 ( N 。 二n 曲 线 P “ an 曲线，P E an 曲线，P r o m曲线等)，由下 式求 得各所需工况下的初膨胀比P: , n ,.P . E l ( n :一1 ) 1 P i ( : 一1 ) - r一耳 二 二 下 下 吸， ，- ，一芍 一 一 n 2 一P _ P .

40、 P . 一 口2 + 一 P z + P . E n 下1n , - 1 ( ， 一 En,-; ( B 1) 式中: :柴油机压缩比; P . 柴油机进 气终点压力，k g f / c mz ; n l 压缩多变 指数，一般n ， = 1 . 3 5 一 1 . 3 7 4 ; n 2膨胀多变 指数，一般n : = 1 . 2 2 一 1 . 2 9 ; 中 。 一刁 味 功图丰满系数，可取0 . 9 8 左右; P z柴 油机 气 缸中 最 高 爆发 压力 ， k g f / c m . B. 1 . 2 作理论示功图，如图B 1 ( a )所示。 5 v ,= % D s 图 B 1

41、C B/ Z 2 1 4 -8 5 其 中“ = -SE - 了 曲线段 1一2的气体压力变化式为: ( b ) 续图 B1 : 活塞行程，c m, ， 一 P . 一 ， s e ， s + xk e 一 t) B 2) 曲线段3 一4 的气体压力变化式为: P=P , C S + X (E - 1 )Sp” ( B 3) 式中:x 活塞位移值， c m; r . =L+R一Rc o s a一Lc o s ,6 其中:L， 一一 连杆长度，c m ; 曲轴转角，r a d ; ， 、 杆 摆 角 ， ， = a rc s i n 口半 与。 理论示功图整 圆后，即可根据曲轴转角a 关系转换成

42、如图 B 1 ( b )所示的p aa 气体压力 曲线。 B . 1 . 3 对配制 示功图进行简谐 分析 设在一个工作循环内采样P o , P P 2 “ “ 0 “ “ , P N - ， 共N点，则第诚皆 激励力矩系数值为: C ， 二 丫a ; 丁盯. . . 。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( B 4 ) ， 一 。 r c t g b I . . . . . . . ( B 5 ) 式 中 : 一2 tT Q sin ( 4 v G ,n l-9 - NN ， 一 2 N - 1-f q-: 一 9 v G , n lN

43、其中 : T Q = ( P 。 一1 ) s i n ( a+ ) c o s # N 单缸切力值，k g f / c m l CBJ Z 2 1 4 - 85 G , 冲程数，四冲程G， 二9，二冲程G, =2 。 B. 2 气体压力激励力矩简谐系 数的参考资料 B. 2. 1英国劳氏 船级社推荐的简谐系数通用计算式 简谐次数 A . B . 平均相位角e , ( ) 0. 50 . 6 0 7 1 8 80 . 3 1 8 1 9 22 8 . 0 7 5 1 1 . 3 2 9 4 6 50 . 3 0 4 5 3 81 9 . 2 5 1 1. 5 1 . 5 9 1 4 9 6 0 . 2 6 8 1 9 25 . 2 7 1 2 1 . 4 7 2 6 2 20 . 2 1 2 7 3 0 一 3 . 3 8 0 2. 5 1 . 3 0 3 8 8 4 ， 0 . 1 7 2 7 3 0一 7 匀3 31 .1 1 0 2 1 30 . 1 4 0 4 6 1一 1 1 . 8 6 0 3. 50. 9 4 0 8 2 50 . 1 1 0 9 2 3一 1 7 . 3 6 1 40 . 7 7 2 7 3 60 . 0 8 5 4 6 1一