活塞式壓氣機設計說明書

1、學號 2016成績課程設計說明書課程名稱機械原理題目名稱活塞式氣機專 業(yè)機械設計與制造及自動化姓 名 張亞指導老師畢平2014年12月26日i、兒 、4前言活塞式壓氣機在國民經濟各部門占有重要的地位，在各工業(yè)部門都活得廣泛的應用。 往復式壓縮機是工業(yè)上使用量大、面廣的一種通用機械。立式壓縮機是往復活塞式壓縮機的一種，屬于容積式壓縮機，是利用活塞在氣缸中運動對氣體進行擠壓，使氣體壓力提高。熱力計算、動力計算是壓縮機設計計算中基本，又是最重要的一項工作，根據任務書提供的介質、氣量、壓力等參數要求， 經過計算得到壓縮機的相關參數， 如級數、 列數、氣缸尺寸、軸功率等，經過動力計算得到活塞式壓縮機的受

2、力情況?；钊綁嚎s機熱力計算、動力計算的結果將為各部件圖形以及基礎設計提供原始數據，其計算結果的精確程度體現了壓縮機的設計水平。11目錄一曲柄滑塊機構的運動分析4二曲柄滑塊機構的動態(tài)靜力分析 9三齒輪機構的設計 11四凸輪機構的設計 13五飛輪的設計 14六設計感想 15參考文獻一、曲柄滑塊機構的運動分析已知：活塞沖程H,連桿與曲柄的長度比 入，曲柄平均角速度31。要求：選取曲柄位置 g120o和 g240o,畫出機構運動簡圖和該機 構在該位置時的速度和加速度多邊形。1.畫出機構運動簡圖如圖1 （產120。）錯誤!未指定書簽。由已知條 件可求得LoA=75mmLAB=375mVA= 31loA

3、=50*75mm/s=3750mm/s有Va+Vba= Vb大?。?，?方向：±OA ±AB/OB取適當比例尺u做速度多邊形如圖2可求得 VBA=uLAB=3375mm/s32=Vba/Lab=9.1s-1aBA= 3 2A2LAB=30375.45mm/sA2naAaBAtaBAaB大小：V方向：II OA/ AB ±ABO OB選適當的比例尺做加速度多邊形如圖3Fl2Ml2aBALabG2 as2 g290.1rad /1800NJS2 224468.75N由此得h1MI2 45mmF I 2已知構 的重量G,重心S的位置和繞重心軸的轉動慣量J,示意如圖，數據見

4、 件表1.對2、3組成的基本桿組受力分析如圖4求得= -980.3NF R430由于 FR12 FR12 G2 FI 2FI 3G3大?。?？， V V V V ?方向:作受力多邊形如圖5圖5可以求出各個平衡力，其中如圖所示對構件1作受力分析如圖6對O點取矩，即：2Mo 0得Md=61.3N2.做機構的運動簡圖（© =240o）A有已知條件得LoA=75mmLAB=375mVa= ailoA=50*75mm/s=3750mm/s對機構做速度分析得有Va+VBA=Vb大?。?，?方向： LOA LAB/OB做速度多邊形如圖82則 Vba 2063.5mmw2 5.5rad / sn 22a

5、BA321AB 18375mm/s對其做加速度分析n taA aBAaBAaB大?。?方向：II OA /AB ±AB /OB選適當的比例尺區(qū) 做加速度多邊形如圖圖8由加速度多邊形求出各力分別為G3%2 g840NMi2 Js2 2 12656.25Nh1M12 69mmF I2FR12LAB / I G2h2FI 2h10可得FR12 1460N圖10FRl2FRl2G2FI 2FI 3 G3 FR43對B點取矩得大?。?？，V V V V ?方向:作力多邊形如圖11圖11如圖求得各平衡力，其中FR12如圖所示桿1的受力多邊形如圖12所示，由2MO 0得Mb 50.75N三、齒輪機構

6、尺寸設計 因為 zi=22, Z2=22, m=6, a / =135所以，標準中心距 a =m(i+Z2)/2=132通過查看 系數界限圖”和計算的兩齒輪的變位系x1 = 0.28, x2 = 0.24 且 a <q /所以應采用變位齒輪正傳動方式傳動a/ ，=圜/ =23.15/ =2分侵圓離系數：y = ( a - a )/m = 0.5a )/m = 0.5 a )/m =05W低系數：cr =x 1+x 2- y=0.02分度圓直徑： d = m z = 132mm = 132mm = 132mm= 132mm基圓直徑： db1=db2=m z=124mm.節(jié)圓直徑： d &#

7、39; = d/.d / =2d =135mm / =135mm / =135mm齒頂高：hai = ( h a *+x 1-(r)m =7.56mm h02 = ( h a *+x 2-(r)m=7.32mmm齒 根高：hf1=(h a *+c *-x1)m =5.82mm =5.82mm=5.82mmhf2= ( h a *+c *-x2)m=6.06mm全齒高：h=(2 h a *+c*-(r)m=13.38齒頂圓直徑：da=( z1+2 h a *+2x 1)m=147.36mm da=( z2+2 h a *+2x 2)m=146.88齒根圓直徑：df1=( z1-2h a *2c*

8、+2x 1)m=120.36 df2=( z2-2h a *2c*+2x 2)m=119.88分度圓齒厚：S1= m m/2+2x = m m/2+2x = m m/2+2x 1mtan% =10.51mmS2=兀 m/2+2x =兀 m/2+2x =兀 m/2+2x 2 mtan a =10.36mm分度圓梢寬：ei=兀 m/2 =兀 m/22x 1mtan % =8.33 e=兀 m/2 =兀 m/22x 2 mtan % =8.48mm依據以上計算，可畫出齒輪簡圖，以及兩齒輪嚙合圖，見附圖 2四、凸輪機構設計15(1)由mminc a =30；和機械原理圖盤形凸輪基圓半徑諾模圖查得又因為

9、h=10mm,所以，h/rb=0.36, rb=27.78mm根據要求機構被設計成中速低載機構，本著降低成本原則和制造簡單等因素取rb=28mm(2)利用計算機采用圖解法作出從動件 ？一？曲線，(3)由rb=28mm和從動件運動規(guī)律設計凸輪輪廓，利用計算機并采用圖解法作出凸輪理論輪廓線(4)求出凸輪理論輪廓線外凸部分最小曲率半徑。(5)設計滾子半徑：欲保證滾子與凸輪正常接觸，滾子半徑小于等于凸輪理論輪廓線外凸部分最小曲率半徑，通常設計滾子半徑rT < 0.8mm所以根據各方面因素考慮取 rT < 6.5mm(6)經檢驗0c min< 0c =30所以同理可求得排氣凸輪的上述數

10、據(7)完成凸輪設計。五、飛輪設計有各角度的平衡力矩，用MATLAB擬合出組抗力矩圖驅動力矩為30N.m由圖求得Acmax 7.3N.m 22JP A Gmax /Wn 8 S0.12kg.m由 Ga TDYHb選取 H/b=0.2A得 H=12mm b=60mm D=300mm作圖見附圖3六、設計感想回顧此次活塞式壓氣機課程設計，至今我仍有許多想法, 收獲感慨都挺多的。一周的日子，短暫充實，我這組學會了 很多很多東西，同時這周的課程設計，不僅可以鞏固我們以 前學習通過的東西，而且學過很多實踐的知識。通過本次的課程設計使我們懂得理論與知識相互結合是 很有必要的，只有理論上的知識是不夠的，只有相互理論和 實際動手能力和獨立的思考的能力。在此一周，我感覺應自 己體系的不牢固，有很多問題沒有自己好好的解決，通過這 一次課程設計之后一定要把上面用到速度分析，加速度分 析，動態(tài)靜力平衡，飛輪，凸輪。齒輪的有關知識重新學習 一遍。此次課程設計能夠順利完成，要感謝組成員和畢老師