活塞式压气机设计说明书

1、 学号2016成绩 课程设计说明书课程名称 机械原理题目名称 活塞式气机专 业 机械设计与制造及自动化姓 名 张 亚指导老师 毕平 2014 年 12 月 26 日 前言活塞式压气机在国民经济各部门占有重要的地位，在各工业部门都活得广泛的应用。 往复式压缩机是工业上使用量大、面广的一种通用机械。立式压缩机是往复活塞式压缩机的一种，属于容积式压缩机，是利用活塞在气缸中运动对气体进行挤压，使气体压力提高。     热力计算、动力计算是压缩机设计计算中基本，又是最重要的一项工作，根据任务书提供的介质、气量、压力等参数要求，经过计算得到压缩机

2、的相关参数，如级数、列数、气缸尺寸、轴功率等，经过动力计算得到活塞式压缩机的受力情况。活塞式压缩机热力计算、动力计算的结果将为各部件图形以及基础设计提供原始数据，其计算结果的精确程度体现了压缩机的设计水平。 目录一 曲柄滑块机构的运动分析4二 曲柄滑块机构的动态静力分析9三 齿轮机构的设计 11四 凸轮机构的设计 13五 飞轮的设计 14六 设计感想 15 参考文献一、 曲柄滑块机构的运动分析已知：活塞冲程H，连杆与曲柄的长度比  ，曲柄平均角速度1。要求：选取曲柄位置=120º和=240º，画出机构运动简图和该机构在该位置时的速度和加速度多边形。1.画

3、出机构运动简图如图1（=120º）由已知条件可求得O A 图1LOA=75mm LAB=375mVA=1lOA=50*75mm/s=3750mm/s有 VA + VBA = VB大小: ？ ？方向: OA AB OB取适当比例尺u做速度多边形如图2可求得VBA=uLAB=3375mm/s 2=VBA/LAB=9.1s-1aBA=22LAB=30375.45mm/s2由 大小： ？ ？方向：OA AB AB OB选适当的比例尺 做加速度多边形如图3aapbp 图2 图3 由 由此得已知构件的重量G，重心S的位置和绕重心轴的转动惯量J，示意如图，数据见表1.对2、3组成的基本杆组受力分析

4、如图4 图4各需量加上计算所得，对B点取矩有则求得 = -980.3N由于大小： ？ ？方向： 作受力多边形如图5C e 图5可以求出各个平衡力，其中 如图所示对构件1作受力分析如图6对O点取矩，即： 得Md=61.3NoA 图62. 做机构的运动简图（=240º）AO 图7有已知条件得LOA=75mm LAB=375mVA=1lOA=50*75mm/s=3750mm/s对机构做速度分析得有 VA + VBA = VB大小: ？ ？方向: OA AB OB做速度多边形如图8则对其做加速度分析 大小： ？ ？方向：OA AB AB OB选适当的比例尺 做加速度多边形如图 图8 图9由加

5、速度多边形求出各力分别为 对B点取矩得可得图10大小： ？ ？方向： 作力多边形如图11 图11 如图求得各平衡力，其中 如图所示杆1的受力多边形如图12所示，由得三、齿轮机构尺寸设计 因为z1=22，z2=22，m=6，=135所以，标准中心距=m(z1+z2)/2=132通过查看“系数界限图”和计算的两齿轮的变位系x1 = 0.28，x2 = 0.24 且<，所以应采用变位齿轮正传动方式传动 = =23.15° =23.15° 分度圆离系数： y = ( -)/m = 0.5 )/m = 0.5 )/m = 0.5 齿顶降低系数： =x 1+x 2y=0.02 分

6、度圆直径： d = m z = 132mm = 132mm = 132mm= 132mm 基圆直径： db1=db2=m z=124mm 节圆直径： d= d/ d1= d2=135mm =135mm =135mm 齿顶高： h1 = ( h*+x 1-)m =7.56mm h2 = ( h*+x 2-) m=7.32mmm齿根高： hf1=(h*+c *-x1)m =5.82mm =5.82mm=5.82mm hf2= ( h*+c *-x2)m=6.06mm 全齿高： h=(2 h*+c*-)m=13.38 齿顶圆直径： d1=( z1+2 h*+2x 1)m=147.36mm d2=(

7、z2+2 h*+2x 2)m=146.88 齿根圆直径： df1=( z1-2h*-2c*+2x 1)m=120.36 df2=( z2-2h*-2c*+2x 2)m=119.88 分度圆齿厚： s1=m/2+2x =m/2+2x =m/2+2x 1mtan=10.51mm s2=m/2+2x =m/2+2x =m/2+2x 2 mtan=10.36mm 分度圆槽宽： e1=m/2 =m/2 -2x 1mtan=8.33 e2=m/2 =m/2 -2x 2 mtan=8.48mm依据以上计算，可画出齿轮简图，以及两齿轮啮合图，见附图2四、凸轮机构设计（1）由mmin=30°，和机械原

8、理图盘形凸轮基圆半径诺模图查得又因为h=10mm，所以，h/rb=0.36，rb=27.78mm根据要求机构被设计成中速低载机构，本着降低成本原则和制造简单等因素取rb=28mm（2） 利用计算机采用图解法作出从动件 曲线，（3）由rb=28mm 和从动件运动规律设计凸轮轮廓，利用计算机并采用图解法作出凸轮理论轮廓线（4）求出凸轮理论轮廓线外凸部分最小曲率半径。（5）设计滚子半径：欲保证滚子与凸轮正常接触，滚子半径小于等于凸轮理论轮廓线外凸部分最小曲率半径，通常设计滚子半径rT0.8mm，所以根据各方面因素考虑取rT6.5mm。（6）经检验min=30°，所以同理可求得排气凸轮的上述

9、数据（7）完成凸轮设计。5、 飞轮设计有各角度的平衡力矩，用MATLAB拟合出组抗力矩图驱动力矩为30N.m由图求得由 选取H/b=0.2得H=12mm b=60mm D=300mm作图见附图36、 设计感想 回顾此次活塞式压气机课程设计，至今我仍有许多想法，收获感慨都挺多的。一周的日子，短暂充实，我这组学会了很多很多东西，同时这周的课程设计，不仅可以巩固我们以前学习通过的东西，而且学过很多实践的知识。 通过本次的课程设计使我们懂得理论与知识相互结合是很有必要的，只有理论上的知识是不够的，只有相互理论和实际动手能力和独立的思考的能力。在此一周，我感觉应自己体系的不牢固，有很多问题没有自己好好的解决，通过这一次课程设计之后一定要把上面用到速度分析，加速度分析，动态静力平衡，飞轮，凸轮。齿轮的有关知识重新学习一遍。 此次课程设计能够顺利完成，要感谢组成员和毕老师。在我们组成员精诚团结，合作，