Inflate Bump打气泵

1 设计要求：
（1）打气泵的最大工作压力为1MPa。
（2）输入转速为1450rpm。
2 分析零件
件5曲柄零件和件8心轴零件是主要的传递动力的组件，因此，这里对这两个零件进行静强度校核、模态分析和疲劳寿命。
3 分析目的
（1）验证件5曲柄零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。
（2）验证件8心轴零件在给定的载荷下静强度是否满足需求。
（3）计算件8心轴零件的模态。
（4）计算件8心轴零件的疲劳寿命。
4 分析结果
工作压力为1MPa，计算得施加在件5曲柄零件上的力为314N；施加在件8心轴零件上的转矩为2.36N·m。
1．曲柄零件
零件的材料选用灰铸铁，极限应力151.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件5曲柄零件的体积为1.4cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-37所示。模型的最大von Mises为17.4MPa,零件的安全系数约为8.7。零件安全。

图1-37 静力分析应力云图
2．心轴零件
1、静力分析
零件的材料选用AISI 1020，屈服强度为351.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件8心轴零件的体积为1.9cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-38所示。模型的最大von Mises为190.9MPa,零件的安全系数约为1.8。零件安全。

图1-38 静力分析应力云图
5 零件改进
1．曲柄零件
按书中尺寸建立模型，在工作载荷下，模型的最大von Mises为17.4，安全系数为8.7，零件是安全的，零件的结构是比较合理的，这里不作改进。
2．心轴零件
心轴零件的静力分析应力云图显示，零件上存在应力集中，可以改进零件的结构来减小应力集中，改进模型的体积为21.9cm3。
修改后，对模型进行静力分析，零件的应力云图如图1-39所示，模型上最大von Mises为74.4MPa，安全系数提高至4.7。

图1-39 改进模型应力云图
6 心轴零件疲劳寿命和模态分析
1．模态分析
对改进后的模型进行模态分析，图1-40的“列举模式”对话框中列出了该零件的前5阶共振频率，第一阶共振频率远大于其工作频率，因此在工作过程中，不会出现共振情况，零件的模态分析是安全的。

图1-40 模式列表
2．疲劳寿命
周期载荷为峰值为314N，LR=-0.5，周期个数：1000000。对零件进行疲劳分析，得到零件的损坏云图、生命总数云图分别如图1-41~图1-43所示，零件是安全的。

图1-41 损坏云图

图1-42 生命总数云图

图1-43 安全系数云图
7 小结
通过本节的分析结果，不对件5曲柄零件进行改进。对于件8心轴零件，对其结构进行了改进，虽然单个零件在体积上增加了2.9 cm3，但是安全系数由原来的1.8提高至4.7。

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