关 键 词：

含CAD图纸和说明书资料 空压机 机械 系统 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单 资料

资源描述：

【温馨提示】 dwg后缀的文件为CAD图，可编辑，无水印，高清图，压缩包内含CAD图的预览图片，仅用于预览，压缩包内文档可直接点开预览，需要原稿请自助充值下载，请见压缩包内的文件及预览，所见才能所得，请细心查看有疑问可以咨询QQ：414951605或1304139763

内容简介：

毕业设计（论文）开题报告课题名称： 空压机机械系统设计 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 月 日毕业设计开题报告1、课题研究的现状和意义现状： 活塞式空压机是工业中使用最多最常见的一种空气压缩机.它广泛地应用于机械矿山、化工、石油、交通运输、建筑、航海等行业，它的用户几乎包罗了国民经济各部门，量大面宽。现在我国经济建设蓬勃发展，空压机的使用由城市到农村，随时到处可见。空压机种类繁多，型式多样，小到汽车 、拖拉机用的气泵，大到开山挖矿用的大型空压机，价值由几千元到几十万元不等。由于活塞活机总体处于质量稳定、大批量廉价市售状态，由国情决定，其市场需求将保持不短的时间。意义:1) 培养理论联系实际的设计思想，通过课题研究回顾、总结大学三年所学。在以后工作中,能更快速地提高专业技术；2) 综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题。使自己的实践动手、动笔能力得到锻炼；3) 为工作时候的产品开发、改进打下基础；4） 掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。2、课题要解决的问题或研究的基本内容基本内容：1) 压缩机型式的方案选择，曲柄-连杆机构，机身与机架零件等的设计计算等；2) 部件装备图（如低压阀支架、轴封的装配图）和零件工作图（如连杆和曲轴等）绘制；3） 编写设计计算说明书。 3、课题研究拟采用的手段和工作路线课程设计方法：1) 独立思考，继承和创新设计时，要认真阅读参考资料，继承或借鉴前人的设计经验和成果，但不能盲目地全盘抄袭，应根据具体的设计条件和要求，独立思考，大胆地进行改进和创新。只有这样，才能做出高质量地设计。2) 全面考虑机械零部件地强度、刚度、工艺性、经济性和维护等要求 任何零部件的机构和尺寸，除去考虑它的强度刚度外，还应该综合考虑零件本身及整个部件的工艺性要求、经济性要求、使用要求等才能确定。3) 采用“三边”设计方法机械设计中，多数零件可以由计算确定零件的基本尺寸，再通过草图设计决定其具体结构和尺寸；而有些零件，则需先经初算和绘草图，得出初步符合设计条件的基本结构尺寸，然后再进行必要得计算，根据计算的结果，再对结构和尺寸进行修改。因此，计算和画图互为依据，交叉进行。这种边计算、边画图、边修改的“三边”设计方法是经常采用的方法。4) 使用标准和规范设计时应尽量使用标准和规范，这有利于零件的互换性和工艺性，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。因此，课程设计中，凡是有标准或规范的，应该尽量采用工作路线：1） 市场调查一个好的课题能使自己大学几年所学的知识有机的融合使用起来，这对自己各方面能力的发展与提高是不言自喻的。开学伊始，我走访了各种企业，如鞋厂、电子厂、电器厂、发电厂等。这些企业用的最多的通用设备是空气压缩机。空气压缩机主要涉及到材料学、力学、互换、机械制图、传动、加工诸多方面知识，能较好的满足自己定下目标所需，遂选空气压缩机作为自己毕业设计的课题。2） 资料搜集市面上有着众多的空压机，型号繁多。常用的空压机包括三种基本类型：活塞式空气压缩机、回转式压缩机（滑片式、双螺杆式、单螺杆式）、离心式压缩机。我搜集了众多的资料，如活塞式的有：16/7仿KCF-6空压机、6VE108Q柴油机、K2型空压机、2HV空压机；螺杆式的有英格索兰的UP系列、世纪风系列等等不一而足。综合各种资料，结合现有的时间和自身的水平，最后确选活塞式空压机。 3） 设计准备 了解设计任务书，明确设计要求、工作条件、设计内容的步骤；通过查阅有关设计资料，参观实物或模型等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；准备好设计需要资料、绘图工具；拟定设计计划等。4） 空压机的总体设计和零件等的设计 压缩机型式的选择；根据压缩机的用途、输气量与压力采用相应的方案；设计吸排气阀、簧片阀等；5） 空压机装配草图设计 绘制空压机装配草图；进行汽缸套的结构设计和活塞组部件设计；校核零件的寿命；设计箱体和附件的结构。6） 完成空压机装配工作图 绘制空压机装配图；标注尺寸、配合、零件序号；编写标题栏、零件明细表、空压机特性表及技术要求等。7） 绘制零件工作图绘出零件的必要视图；标注尺寸、公差及表面粗糙度；编写技术要求和标题栏等8） 编写设计说明书写明整个设计的主要计算和一些技术说明。4、课题研究进程计划一 二周：接受毕业设计课题，根据课题内容了解课题研究的现状，并进行实地考察，完成开题报告；三 四周：进行有关的计算。包括：曲柄连杆机构设计计算、活塞式压缩机的受力分析、曲柄连杆机构的惯性力分析等； 五 八周：有关图纸的绘制，包括：空压机装配图、曲轴、连杆等零件图； 九 周：对课程设计进行检查、纠正、整理、综合；最后打印，交指导老师复查。5、课题成果论文 图纸 产品或作品 应用程序 其它：设计计算说明书指导教师意见： 指导教师（签名）： 年 月 日教研室主任意见： 教研室主任（签名）： 年 月 日目录摘要 1关键词 1第一部分 前言 1第二部分 设计要点 1第三部分 热力计算 11设计的原始数据 2 2热力计算 23.2.1结构型式及方案选择 2 3.2.2 名义压力比 2 3.2.3 名义排气温度 2 3.2.4 计算与排气量有关的各种系数 2 3.2.5 计算气缸行程容积 33.2.6 求取气缸直径 3 3.2.7 圆整缸径后复算气缸容积 3 3.2.8 复算排气量 3 3.2.9 考虑压力损失后实际排气压力及压缩终了温度 3 3.2.10 计算最大活塞力 4 3.2.11 计算指示功率 43.2.12 所需轴功率 4 3.2.13 电动机功率 43.2.14 等温效率 43.2.15 容积比能 5第四部分 簧片阀设计 5 1 气阀的主要构成 62 设计的已知参数 63 结构设计 6 4 簧片阀主要结构参数的确定 7 4.4.1 确定阀片特征参数 7 4.4.2 校核进气阀阀隙马赫数 10 4.4.3 阀片厚度的确定 10第五部分 结束语 11第六部分 参考文献 12摘要：活塞式压缩机广泛应用于机械、冶制、制冷、国防、化工等工业部门.用途广泛，品种繁多，因而保证其运转可靠性、提高经济性就至关重要.本文主要介绍应用现代化设计理论和方法来优化簧片阀，借助AutoCAD实现簧片阀的设计无纸化以及簧片阀的计算过程. 通过优化设计，基本达到气阀阻力损失小，即控制在压缩机指示功率的（612）%范围内；使用寿命长；噪声低；运动质量轻；结构简单、成本低、制造方便、易于维护等优点；更为重要的是余隙容积小.因为是微型空压机，而其一般为单级压缩，余隙容积大小特别重要，直接影响压缩机的容积效率.此设计就使余隙容积严格控制在气缸工作容积的（2.54）%左右.关键词：空压机、簧片阀、优化、气缸一、前言气阀是活塞式压缩机中的关键部件，又是易损件之一，它的好坏影响压缩机排气量和功率消耗以及运行可靠性.一个好的气阀既要有高的寿命，又要有高的效率.气阀的效率问题，主要指机器在正常运转时，产生的流动阻力损失.在设计较好的气阀中，流动阻力损失约为压缩机指示功率的（48）%，而设计不好的气阀，其流动阻力损失可以高达指示功率的（1520）%.减少流动阻力损失的主要方法是增加气阀的有效流通面积，以降低气体流经气阀是的流速，因为流动阻力损失是和速度的平方成正比的.但是，增加有效通流面积，将受到机器结构和气阀寿命的限制.例如：升程不能太高，否则寿命显著下降.此外，在计算的有效通流面积较大情况下，有时因阀片开、启不合理，使实际的通流面积小于计算值，造成附加的流动阻力损失.这一附加的阻力损失，有时甚至会达到惊人的程度.应用现代化设计理论和方法来改进和提高机械零件与系统的设计质量、降低成本、缩短开发周期、增强产品的竞争能力已被各国证明是非常有效的途径.本设计基于现代设计方法中最活跃的分支之一机械优化设计，使得机械零件及系统设计更为合理和实用.二、总体设计思路1.首先按气缸尺寸及气缸总的结构，选用或设计簧片阀的结构型式，完成气阀的平面布置，确实吸、排气阀的阀孔数目、阀孔直径、阀片的几何形状等.2.确定簧片阀的主要参数.如升程、阀座通道面积、间隙通道面积、阀片几何尺寸、阀片厚度及阀片刚性系数等.其中有些参数对簧片阀的经济性及寿命影响较大，必须在簧片阀设计时先确定下来.此些称为簧片阀的主要结构参数.它们是：阀隙马赫数M、升程h、阀片刚性系数及阀片厚度等.三、簧片阀设计计算（一）设计的原始数据 排气量 进气压力 （绝对压力） 进气温度 排气压力 （绝对压力）（二）热力计算1. 结构型式及方案选择因为是动力用微、小型空气压缩机，故可采用单级压缩，采用以排气量为的气缸为准双缸单作用风冷V型可为.图1-1为方案示意图.采用异步电动机直接驱动（皮带轮连接），电动机转速取. 图1-1 控制容积选取示例 2. 名义压力比 3.名义排气温度 考虑到微小型压缩机的热交换条件及单作用高压力比条件下的泄漏情况，取压缩过程指数 ，计算排气温度 4.计算由排气量有关的各种系数（1）进气系数 计算容积系数， 取，按表选取得，计算得 取压力系数 由图取 计算得 （2）泄漏系数泄露位置进气阀排气阀活塞环相对泄露量0.0150.0150.040.070.935 5.计算气缸行程容积 6.求取气缸直径取活塞行程S=55 mm 计算得活塞平均速度 由式 知气缸直径将缸圆整为 7.圆整缸径后复算气缸容积 8.复算排气量 9.考虑压力损失后实际排气压力及压缩终了温度由图查得、，故实际进气压力实际压力比压缩终了温度 10.计算最大活塞力 向轴行程 向盖行程 其中为曲轴箱内的背压力，按计 11.计算指示功率 按式 这里取 12.所需轴功率取机械效率13.电动机功率 取电动机储备功率为轴功率的10% 14.等温效率 由式知等温功率为 应为复算后排气量等温指示效率 等温轴效率 15.容积比能 四、簧片阀设计 压缩机簧片阀基于数学建模的首要条件是：进、排气压力为常量，并等于进、排气名义压力、，即不考虑进、排气腔气流压力对于阀片运动规律的影响. 气阀是活塞式压缩机中的关键部件，又是易损坏的部件之一。它的好坏影响压缩机排气量和功率消耗以及运行可靠性。一个好的气阀有高的寿命，又要有高的效率。簧片阀是其中之一.簧片阀一般适用于直径小于100mm（最大气缸直径可到130mm）的微型空气压缩机.（一）气阀的主要构成气阀的结构如图(2-1)所示，主要由阀座、阀片、弹簧和升程器四个零件组成. 图2-1 气阀主要组成部分1阀座 2阀片 3弹簧 4升程限制器阀座：它具有能被阀片覆盖的气流通道，是与阀片一起闭锁进气（或排气）通道，并承受气缸内外压力差的零件.阀片：它是交替、地开启与阀座通道的零件，通常制成片状，故称为阀片.弹簧：是气阀关闭时推动阀片落向阀座的零件，并在阀片开启时，减少阀片撞击升程器.对于簧片阀，阀片本身具有弹性，并起一定的弹簧作用，故有时合二为一.升程限制器：是限制阀片的升起高度，并往往作为承受弹簧的零件.（二）设计的已知数据 一级气缸直径，二级气缸直径，行程S=55mm， ， 机器转速，进气压力，排气压力（表压） 进气温度（三）结构设计结构设计2V0.6/7型中压微型空压机气缸为风冷结构，气缸盖采用皇冠形结构.相应进气阀采用环形簧片阀，排气阀采用圆弧工字形簧片阀。一级进气环形阀片的几何形状如图2-2所示.因为一级气缸直径D1=90mm,阀片外径为=88mm，阀片内径为=70mm，阀片宽度B=9mm,图中阴影部线为阀片安装后定位侧翼，侧翼边离开中心线R与a=7.5mm,阀片小舌部落到气缸相应的凹槽中，起升程限制器作用. 图2-2 一级进气阀片几何形状 图2-3a为阀板上进气阀孔的平面布置情况。以OY为对称轴，两边个布置9个进气阀孔，阀孔直径1=6.5mm，阀孔中心分布在79mm的圆周上，相邻两阀孔中心线尺寸夹角为15，即1=15，2=30，3=45，4=60（相对与OX轴）.（四）簧片阀主要结构参数的确定 图2-3 一级进气阀片 a)阀片上进气孔平面布置 b)阀片工作状态 1-阀板 2-阀片 3-气缸1. 确定阀片特征行程由图2-3a可知，在OX轴上阀孔至OY轴的距离，最外端距离l=50mm,按几何关系其余个阀孔在OX轴方向上投影均可计算出.即 （1-1） 阀片工作时，个阀孔中心在OX轴方向上至侧翼边投影距离为（见图2-3b）: 则 （1-2）在OX轴上，阀片对应孔中心的升程高度定义为特征升程，OX轴外端撞到限制器的升程高度定义为阀片的最大升程用表示.阀片开启后弯形曲线近似用直线ob代替.其余个阀孔中心的升程、均可近似用指直角三角形的线段比例关系计算出.第个阀孔中心的升程高度表示为： （1-3） 阀片最大升程 （1-4） 阀片平均升程用下式计算 （1-5）则阀隙通道面积为： （1-6）式中 Z表示阀孔数目. 任意选取的数值，在图中查出相应的流量系数为，直接计算出的值.再按式（1-6）计算出阀隙通道面积及有效流通面积（），如表1-1第二数据作出的曲线如图2-4所示.由图可以看出，当时，图中线段近似为直线，当图2-4，增长缓慢，变成曲线段.故选取，则 用式（1-4）可计算出阀片最大升程： 圆整成，则 用式（1-5）计算出阀片平均升程 表1-1与计算表格0.300.400.500.600.650.700.750.981.301.631.952.112.282.44流量系数0.720.650.600.560.540.520.50有效流通面积190.0228.7263.9295.6306.9320.2330.0 对应阀隙有效流通面积同式（1-6）计算 按式进行校核： 即 （1-7） 也就是说，若阀孔为70mm，簧片阀可能设计的最大平均升程为2.5mm. 因为，这里，故 ，符合式（1-7）的要求. 阀片当量撞击速度为： 当量撞击速度符合式的要求，说明阀片特征升程，与最大升程正确.2.校核进气阀阀隙平均马赫数为：活塞平均速度活塞面积则阀隙平均速度空气的气体常数,绝热指数，一级气缸进气温度，则当地音速为 一般进气阀的阀隙平均马赫数为：M的指数在推荐范围内（）.3.阀片厚度的确定1） 计算阀孔迎风面积之和的等效面积阀片气体推力计算，式中为各阀孔迎风面积之和的等效面积.等效原则是按个阀孔气体力对阀片固定端取钜，与集中力对固定端取钜相等（见图2-3），即（1-8）工程设计时，各阀孔迎风面积均近似按阀孔出口通道面积计算.这里，各阀孔直径为，各阀孔迎风面积均相等，用代替，则式（1-8）变成 （1-9） 式（1-9）与比较，等效面积等于 2） 计算新设计阀片的刚性系数按工程设计要求，选取阀片推力系数，按式计算阀片最大气体推力： 按式，的简切范围，选取，按式和计算阀片单位宽度上刚性系数： 由图2-2可知，阀片在固定端实际宽度为阀片宽度B的两倍，则新设计阀片总刚性系数为： 按新设计阀片的几何形状和相同材质，任选取阀片厚度作为模型阀片，再用数学方法模拟测量阀片刚性系数的实验装置，模拟测出模型阀片刚性系数.因为新设计阀片与模型阀片材质相同、几何形状相同，具有，则按式可以简化计算出设计阀片厚度为： 到此，进气阀片主要结构参数的设计计算完毕.五、结束语 经过一个月的努力,我终于将机械设计课程设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足.刚开始在簧片阀设计时,由于以前高等数学学的不扎实，对着那么多的机械设计优化书里的数学知识，是看的一头雾水，沮丧极了.后来，总算有些思绪，开始尝试着用数学软件LINDO去求解.但是，往往漏掉条件，使的偏差很大，令我非常苦恼.后来在丁老师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了.在此期间,我还