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

、八、亠

刖言

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

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 人曲柄平均角速度31。 要求：选取曲柄位置 忙1200和 忙2400,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 ($=120o )由已知条件可求得

V A = 3i l oA

=50*75mm/s=3750mm/s

有 V A + V B A = V B

大小： V 方向： 丄OA

丄AB

// OB

取适当比例尺u 做速度多边形如图2 可求得 V BA 二ul^B =3375mm/s

3

=V B A /L AB =

a BA = 3)2A

2L AB =S A

2

L oA =75mm

L AB =375m

n t

由a A a BA a BA a B

大

小：

V V

方向:// OA // AB 丄AB // OB

选适

当

的比例尺做加速度多边形如图3

图2 图3

a BA 290.1rad /

L AB

24468.75N

已知构的重量G,重心S的位置和绕重心轴的转动惯量J,示意如图，数据见件表1.

对2、3组成的基本杆组受力分析如图4

1800N

F l2

J

S2 2

由此得h i

由于 F

Rl2

F

t

R12

G

2

F |2 F |3

G

3

F

R43

大小：

V

V V V V 方向：

V

V

V

V

V

V

作受力多边形如图5

R12 AB 2 I

求得

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0点取矩，即：耳° 0 得Md二

2•做机构的运动简图（© =2400）

有已知条件得

L oA=75mm L AB=375m V A= ®i|oA=50*75mm/s=3750mm/s

对机构做速度分析得

有V A+ V B A= V B

大小：V

方向：丄0A 丄AB // OB

做速度多边形如图8

2

则V BA 2063.5mm w2 5.5rad/s

a BA ^I AB 18375mm/s2

对其做加速度分析

n t

a A a BA a BA a B

大小：V V

方向：// OA // AB 丄AB // OB

选适当的比例尺M a做加速度多边形如图

由加速度多边形求出各力分别为

F G3

I 3

840N

M12 J S2 2 12656.25N 1660N 2

180rad / s

h1M 12F 69mm

对B点取矩得

F R U AB F|2h| 0

可得F R12 1460N

图10

F R12 F Rl2 G2 F I 2 F I 3 G3 F R43 0

大小: V V

方向：V V V V V V V 作力多边形如图11

图11

如图求得各平衡力，其中F R12如图所示

杆1的受力多边形如图12所示，由耳。0

得M b 50.75N

三、齿轮机构尺寸设计

因为z i=22, Z2=22, m=6, a x =135

所以，标准中心距a =m®Z2)/2=132

通过查看“系数界限图”和计算的两齿轮的变位系

x1 = , x2 =且a < a /

所以应采用变位齿轮正传动方式传动

Ta，a a= °分度圆离系数：y 二(a d )/m = a )/m = a )/m =

齿顶降低系

数：

(T =x 1+x 2y=

分度圆直径： d = m z = 132mm = 132mm 132mm= 132mm

基圆直径：d b1=d b2=m z=124mm

•••节圆直

径：

d / = d/W = d =135mm / =135mm / =135mm

齿顶高：h a1 =(ha *+x 1c )m = h a2= ( ha *+x 2-c) m=

齿根高：h f1= (ha*+c *-x1)m =

== h f2= ( ha*+c *-x2)m=

全齿高：h=(2 ha *+c*°)m=

齿顶圆直径：d a1=( z1+2 ha *+2x1)m= d a2=( z2+2 ha*+2x 2)m=

齿根圆直径：

d f1=( z1-2ha*-2c*+2x

1)m=

d f2=( z2-2ha*-2c*+2x

2)m=

分度圆齿厚：

S1= n m2+2x = n m+2x =

n

n2+2x 1mtan a = S2= n

m2+2x

=n m2+2x = n 2+/2x 2 mta n a =

分度圆槽宽：

e1= n m2 = n m2 -2x 1mta n a = e?二n m2 = n m2 -2x 2

mta n a =

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