手动压水机说明书.pdf

机械原理机械原理 课程设计说明书课程设计说明书 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级级 学学 生生 姓姓 名名 学学 号号 指指 导导 教教 师师 二二一五年七月一日一五年七月一日 目 录 一、一、机械原理课程设计任机械原理课程设计任 务务（3） 1.1 课程设计的目 的 （3） 1.2 设计题 目 （3） 1.3 课程设计要 求 （3） 二、二、机械原理课程设计所用软机械原理课程设计所用软 件件（3） 三、三、压水机的总体设压水机的总体设 计计 （4） 四、四、设计尺设计尺 寸寸 （5） 五、五、零件设计及其建模零件设计及其建模 -（5） 六、六、手动压水机的运动仿手动压水机的运动仿 真真（11 ） 七、七、运动分析运动分析 （1212） 八、八、从动件的运动曲从动件的运动曲 线线 （14） 九、九、小小 结结 （15） 十、十、参考文参考文 献献 （15） 一、任务书一、任务书 1.11.1 课程设计的目的课程设计的目的 理论知识独立解决有关课程实际问题的能力， 使学生对机械的分析和设 计有较完整和系统的概念； 通过对具体机械的分培养学生运用进一步巩固和加深学生所学的理论知识； 析、计算、技术资料和计算机的使用等环节，培养学生独立分析问题和解 决问题的工程技术能力。 1.21.2 设计题目设计题目 手动压水机的设计 1.31.3 课程设计要求课程设计要求 明确学习目的，端正学习态度； 在教师的指导下由学生独立完成； 正确处理理论计算与结构设计的关系； 二、机械课程设计所用软件二、机械课程设计所用软件 unigraphicssolutions 公司(简称 ugs)是全球著名的 mcad 供应商,主 要 为汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业等领域通过 其虚拟产品开发 (vpd)的理念提供多级化的、集成的、企业级的包括软件产 品与服务在内的完整的 mcad 解决方案。其主要的 cad 产品是 ug。 unigraphics（简称 ug）是集 cad/cae/cam 一体的三维参数化软件， 是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空、 航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。 三、压水机总体设计三、压水机总体设计 压水机能压水的部件主要是一个活塞滑块的上下运动使压水机内的气压降低， 打起压力把水从井底压到地表，所以整个压水部件是气缸。 3.13.1机构简单分析机构简单分析 图 1 所示为一手摇压水机，当上下扳动手柄 1 时，活塞 4 便在筒内作往复 移动，从而完成抽水和压水的工作。 图图 1 1 手摇压水机手摇压水机 根据机构工作原理，绘制的压水机的运动简图如图 2 所示。 a b d c 1 2 3 4 e f 图图 2 手摇压水机运动简图手摇压水机运动简图 经分析可知，此机构为四杆机构，其中活动构件数目 n=3，低副数目 pl=4，高副数目 ph=0，因而机构自由度 f=3n-2pl-ph=33-24-10=1 因为此四杆机构的自由度为 1，而机构的主动件数目也为 1，所以机构具有 确定运动。 四、设计尺寸四、设计尺寸 五五 装配操作装配操作 5.1 装配井体装配井体 井体是此装配操作中的第一个零件，需要将其调入装配工作界面中，并 采用“绝对”方式固定在三维空间中的一个位置上。 图 1 “添加现有组件”和“组件预览”对话框 5.2 装配井抽装配井抽 此零件与井体的配对关系有两项，即井抽外圆柱面与井体孔圆柱面为同 轴（中心）配合；井抽上部耳环的平面与井体支架结构平面为平行配合。 图 4 选择井抽的外表面和井体的内表面 图 2 设置空间位置 图 3 安装好的井体 5.3 装配摆杆装配摆杆 此零件与井体的配对关系有两项，即摆杆下端的平面与井体支架凹槽 内的平面为面接触（配对）配合；摆杆下端的孔表面与井体支架孔表面为中心 配合。 图 7 选择摆杆下端前表面和井体凹槽处内表面 图 6 选择摆杆下端孔表面和井体支架处孔表面 图 5 选择井抽耳环前表面和井体支架处前表面 5.4 装配压力手柄装配压力手柄 此零件与井抽的配对关系有两项，即压力手柄前端凹槽内平面与井抽耳 环平面为配对（面接触）配合；前端联接孔表面与井抽耳环联接孔表面为中心 配合。此零件与摆杆的配对关系有一项，即压力手柄中部联接孔表面与摆杆上 端联接孔表面为中心配合。 图 9 选择压力手柄前端孔表面和井抽耳环孔表面 图 8 选择压力手柄凹槽内表面和井抽耳环处前表面 5.5 装配轴钉和螺母装配轴钉和螺母 装配轴钉 此零件与压力手柄的配对关系有两项，即轴钉帽底部平面与压力手柄 前表面为配对配合；轴钉圆柱表面与压力手柄联接孔表面为中心配合。此零件 与井体的配对关系有一项，即轴钉帽一侧的平面与井体最上端平面为平行配合。 图10选择轴钉帽底部平面和压力手柄前表面 图11 选择轴钉圆柱表面和压力手柄前端联接孔表面 5.65.6 装配轴钉和螺母装配轴钉和螺母 装配螺母 此零件与压力手柄的配对关系有一项，即螺母的底平面与压力手柄一侧平 面为配对配合。此零件与轴钉的配对关系有一项，即螺母孔表面与轴钉圆柱面 为中心配合。此零件与井体的配对关系有一项，即螺母径向一个平面与井体上 端平面为垂直配合。 图12 选择螺母底平面和压力手柄后表面 图13 选择螺母孔表面和轴钉圆柱表面 6 6、装配密封圈、装配密封圈 此零件与井抽的配对关系有两项，即密封圈一侧平面与井抽下部凹槽内一侧 平面为配对配合；密封圈内圆柱面与井抽凹槽内圆柱面为中心配合。 图14 选择密封圈一侧平面和井抽凹槽内一侧平面 图15 完成密封圈的装配 六、压水机的运动仿真（见光盘）六、压水机的运动仿真（见光盘） 7、机构分析机构分析 7.1 力学特性分析力学特性分析 由于此机构要完成手动抽水的任务，而抽水时构件 3 往往承受很大的载荷， 这就对机构的传力特性提出了很高的要求。下面对机构的传力特性进行分析。 压力角或传动角是判断连杆机构传力性能优劣的重要的标志。在该机构中， 传动角是指构件 1 和构件 3 所加的锐角，即图 2 中的或其补角。在对机baf 构进行虚拟样机仿真时，为便于测量且能够反映机构传动角的大小，可直接测 量。当时，即为机构压力角；当时，baf90baf baf90baf 的补角即为机构压力角。随时间变化的规律如图 1 所示。bafbaf 图图 1随时间变化的规律随时间变化的规律baf 由图 1 可知，在摇杆主驱运动的作用下，的变化范围为baf 63.6126.7，因而可知，此时该机构传动角的范围为 53.790，最小传动角 的值为 53.7 ，机构具有较好的传力性能。而且该机构利用杠杆原理，可有效 减小抽水时对主动力的要求。 7.2 运动分析运动分析 由前文的运动简图可知，该机构为移动导杆机构，能够将构件 1 的往复摆 动，转化为构件 3 的往复移动，从而实现机构连续抽水的功能。 8、从动件的位移、速度、加速度曲线从动件的位移、速度、加速度曲线 九、小结九、小结 本次任务分配如下：制作 ppt、报告书、运动仿真 制作零件、装配图 、曲线图 在这次机械原理课程设计中我们分工明确，不仅学到的不仅是专业知识， 还有是如何进行团队合作，因为任何一个作品都不可能由某个人单独完成，它 必然是团队细致分工完成的某一个小部分，然后在将所有的部分紧密的结合在 一起，并认真调试它们之间的运动关系之后形成的一个完美作品。在这次课程 设计中，由于理论知识不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有 些手忙脚乱，不知从何入手。在设计过程中，我通过查阅大量的资料与同学交 流，使自己学到了不少知识，也经历的不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设 计中懂得了许多东西，树立了自己对工作的信心，相信对以后的学习工作有很 大的影响，而且大大提高了动手能了。使我充分体会到在创造过程探索的艰辛 和成功的喜悦。虽然这个设计做的不太好，但是在设计过程中所学到的是这次 课程设计最大收获和财富，使我终身受益。 在这次课程设计中使我们的同学关系更进一步，同学之间相互帮助，有什 么不懂得在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，在这种相互调 节的过程中，口角的斗争是在所难免的。关键