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转运动质量为ml”??0.7～0.6?ml?0.65?0.815?0.53kg。 5.1.3 列的往复运动总质量计算
列的往复运动总质量由下式确定：
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ms?mp?m＇l （5-3） 则列的往复运动总质量为 一级：ms=0.7+0.285=0.985 kg； 二级：ms=0.7+0.285=0.985 kg。
5．2 压缩机作用力计算
压缩机在运转时，活塞组件和曲柄-连杆机构是在作加速成减速运动，所以存在惯性力。活塞要压缩气体，反过来，气体对着活塞，和对着缸盖一样也有作用力，所以活塞又受到气体力的作用。此外，运动构件与气缸、滑道及轴承之间还有摩擦力。至于运动构件的质量力，则因其值相对很小，可忽略不计。 5.2.1 往复惯性力计算
压缩机中各运动零件作不等速运动或作旋转运动时，便会产生惯性力，包括往复惯性力和旋转惯性力。
因一二级往复运动总质量相等，只计算其中一级即可。
从牛顿第二定律知惯性力等于质量与加速度的乘积，且惯性力的方向恒与加速度方向相反，所以由往复运动质量所产生的往复惯性力应为：
I?msr?2(cos???cos2?) （5-4） 式中：r—曲柄半径，mm，其值为s2；
?—曲柄的选择角速度，其值为?n30；
?—曲柄半径与连杆长度之比； 。 ?—曲柄转角，°
气缸行程为s?0.065m，则有曲柄半径为r?0.0325m，曲柄的旋转角速度
???n30?3.14?800?83.73rad/s，??1，有式（5-4）计算出曲柄转角从0°～360°一4.530转的变化值，得
I?msr?2(cos???cos2?)?0.985?0.0325?87.732?(cos??0.222cos2?)
?0.246?(cos??0.222cos2?)
将计算结果记入表5-1。 5.2.2 往复摩擦力计算
往复摩擦力可看作是活塞环与气缸壁等所有往复运动摩擦力的总和。因其绝对值较小，为便于计算，可近似作为定值处理。
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表5-1 列的往复惯性力
α（°） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
cosα+?cos2α 1.2220 1.1934 1.1098 0.9770 0.8046 0.6042 0.3890 0.1720 -0.0350 -0.2220
I（kN） 1.204 1.176 1.093 0.962 0.793 0.595 0.383 0.169 -0.034 -0.219
α（°） 360 350 340 330 320 310 300 290 280 270
α（°） 100 110 120 130 140 150 160 170 180
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统计数据表明一般往复摩擦力所消耗的功率占总的机械摩擦功率的（60～70）%,
cosα+?cos2α -0.3823 -0.5121 -0.6110 -0.6813 -0.7275 -0.7550 -0.7696 -0.7762 -0.7780
I（kN） -0.377 -0.504 -0.602 -0.671 -0.717 -0.744 -0.758 -0.765 -0.766
α（°） 260 250 240 230 220 210 200 190 180
即
(0.6～0.7)Nm?60?2sn(0.6～0.7)(1Rsi??m2sn?1)Ni?60 （5-5）
式中：Nm—总摩擦功率，kW；
Ni—指示功率，kW；
?m—机械效率；
s—压缩机行程，m；
n—压缩机转速，r/min。
往复摩擦力的方向始终与活塞的运动方向相反，因此，按照使连杆受拉为正的规定，在整个向轴行程中，往复摩擦力始终为正值，而在向盖行程中则为负值。
由热力学计算可知，压缩机的机械效率?m?0.90，一级列指示功率N1?2.747kW，
二级列N2?2.803kW，压缩机行程s?0.065m，压缩机转速n=800r/min。可由式（5-5）
得
(0.6～0.7)(Rs1?1?m1?1)N1?60??1)N2?60?0.65?(2sn(0.6～0.7)(1?1)?2.747?600.90=0.1145kN 2?0.065?8001?1)?2.803?600.90=0.1168kN 2?0.065?800Rs2??m0.65?(2sn5.2.3 旋转摩擦力计算
旋转摩擦力主要包括曲柄销与连杆大头瓦和主轴与主轴承的摩擦力。旋转摩擦力消耗的功率约占总摩擦功率的(40～30)%。其计算式为
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Rri?(0.～40N.3?m)?sn第 39 页 共 58 页
1(0.～40.3)?(Ni?1)6060?m? （5-6）
?sn式中：Nm—总摩擦功率，kW；
Ni—指示功率，kW；
?m—机械效率；
s—压缩机行程，m； n—压缩机转速，r/min。
旋转摩擦力是旋转运动产生的被折算成作用与曲柄销上阻止曲轴旋转的摩擦力。要在绘制切向力图时，将其考虑进去。旋转摩擦力的方向规定：凡与压缩机转向相反的为正值，相同的为负值。
由热力学计算可知，压缩机的机械效率?m?0.90，一级列指示功率N1?2.747kW，
二级列N2?2.803kW，压缩机行程s?0.065m，压缩机转速n=800r/min。可由式（5-6）
得
(0.4～0.3)(Rr1?1?m?sn1?1)N1?60??1)N2?60?0.35?(1?1)?2.747?600.90?0.03925kN 3.14?0.065?8001?1)?2.803?600.90?0.04006 kN 3.14?0.065?800?m?sn4.2.3 盖侧气体力的计算
Rr2?(0.4～0.3)(0.35?(气缸工作容积内气体作用在活塞上的力称为该工作容积的气体力。气体力等于工作容积内气体的瞬间压力与活塞面积的乘积，即
Pi?piF （5-7）
活塞在止点时的气体力数值最大，称为最大活塞力。
一列上如有两个或两个以上的行程容积时，则该列往复运动机构受到的气体力应为所有气缸的轴侧与盖侧行程容积在同一瞬时的气体力之代数和。若活塞的一侧与大气相通，则大气压的作用也应考虑在内。列的总气体力为
Pi??piF （5-8）
对于单作用压缩机，气体力一般是使往复运动机构受压缩，气体力为负值。对于双作用压缩机，轴侧气缸的气体力使连杆受拉伸，气体力为正值；盖侧气缸的气体力使连杆受压缩为负值。因此在活塞往复运动中，住复运动机构交替地承受拉伸和压缩，而且受力的大小是周期性变化的。
为了要将气体力和惯性力、摩接力的瞬时值相加求其代数和，所以要将气体力作成
p??曲线形式.
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气体力曲线图的作法有图解法及解析法。主要使用一种比较简明的解析法。但本设计的活塞位移用解析法公式比较复杂，应此采用图解法与解析法并用的方式。活塞位移为图解法测得，而各个过程的压力用解析法算得。
中?为相对余隙容积）。
压缩过程l-2中的气体压力根据过程方程应为
图5.1 气体力曲线图
p3pd2p2piip14ps1s0siss上图是简化的实际压缩循环指示图, 图中S0?S?为代表余隙容积的当量行程（式
pi?(式中: s —活塞行程，m； s0 —当量行程，m；
s?s0m)?ps （5-9） xi?s0pi—压缩过程中任意某位置时的气体压力，Pa； m —压缩过程当量多变指数。
上式是对应于盖侧气缸工作容积的活塞位移，压缩过程应从内止点算起，直到pi?pd为止，压缩过程完毕。
排气过程线2-3，是pd等压线，pi?pd。
膨胀过程线3-4，也取为当量多变指数，则气体压力为
?s0pi???x?s0?i????pd （5-10） ?m盖侧气缸的气体膨胀过程从外止点，(??0)算起，直算到pi?pd为止。 进气过程线4-l是ps的等压线，pi?pd。
计算时，以?为自变量，从??0开始，每隔5°或10°求出相应的值，将xi代入
