活塞式压气机设计说明书

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λ，曲柄平均角速度ω1。要求：选取曲柄位置φ=120º和φ=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.画出机构运动简图如图1（φ=120º）由已知条件可求得

L OA=75mm L AB=375m V A=ω1l OA=50*75mm/s=3750mm/s

有V A + V BA = V B

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V BA=uL AB=3375mm/s ω2=V BA/L AB=

a BA=ω2^2L AB=s^2

a μ

由

B

t BA

n

BA A a a a a =++

大小：√ √

方向：∥OA

∥AB ⊥AB ∥OB

选适当的比例尺 做加速度多边形如图3

a

p b p

图2 图3

由

22/1.290s rad L a AB

BA

==ρα

N g

a G F s I 18002

22==

N J M S I 75.24468222==α

由此得mm F

M h I I 452

21==

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如图4

图4

各需量加上计算所得，对B 点取矩有

则

求得 ======

由于

大小： √ √ √ √ √

方向： √ √ √ √ √ √ √

作受力多边形如图5

n 12

R F t 12R F 2

G '2

I F 43

R F 3I F 0

G μ/1

'22212=++h F h L F I AB T R 0

4333'221212=++++++R I I t R n R F G F F G F F 2

S 0

ΣB M =3

G B

C

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=

A

图6

2.做机构的运动简图（φ=240º）

Σ

O

M

a μ

A

有已知条件得

L OA =75mm L AB =375m

V A =ω1l OA =50*75mm/s=3750mm/s

对机构做速度分析得

有 V A + V BA = V B 大小: √ 方向: ⊥OA ⊥AB ∥OB

做速度多边形如图8

则mm V BA 5.2063= 22/5.5s rad w =

222/18375ωs mm l a AB n BA ==

对其做加速度分析

B

t BA

n

BA A a a a a =++

大小： √ √ 方向：∥OA

∥AB ⊥AB ∥OB

选适当的比例尺 做加速度多边形如图

4333

2

212

12

=++++++R I I t R n R F G F F G F

F

图8 图9

由加速度多边形求出各力分别为

N J M S I 25.12656222==α N g

a G F s I 16602

22==

mm F M h I I 692

2

1==

对B 点取矩得

可得 N F t R 146012= 图10

大小： √ √ √ √ √

G μ/1'

22212=++h F h L F I AB T R

12R F 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N M b 75.50=

三、齿轮机构尺寸设计

ΣO M =