手动压水机说明书

《机械原理》课程设计说明书专业机械设计制造及其自动化班级学生姓名学号指导教师二〇一五年七月一日目录一、机械原理课程设计任务····························（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、机械原理课程设计所用软件························（3）三、压水机的总体设计································（4）四、设计尺寸········································（5）五、零件设计及其建模·····························-（5）六、手动压水机的运动仿真·····························（11）七、运动分析········································（12）八、从动件的运动曲线·································（14）九、小结·············································（15）十、参考文献·········································（15）一、任务书1.1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。1.2设计题目手动压水机的设计1.3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。3.1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1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。ABDC1234EF图2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=3×3-2×4-1×0=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、设计尺寸五装配操作5.1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5.6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13选择螺母孔表面和轴钉圆柱表面6、装配密封圈图12选择螺母底平面和压力手柄后表面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。六、压水机的运动仿真（见光盘）图14选择密封圈一侧平面和井抽凹槽内一侧平面图15完成密封圈的装配七、机构分析7.1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BAF或其补角。在对机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BAF。当90BAF时，BAF即为机构压力角；当90BAF时，BAF的补角即为机构压力角。BAF随时间变化的规律如图1所示。图1BAF随时间变化的规律由图1可知，在摇杆主驱运动的作用下，BAF的变化范围为63.6～126.7º，因而可知，此时该机构传动角的范围为53.7～90º，最小传动角的值为53.7º，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。八、从动件的位移、速度、加速度曲线九、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。关键是我们如何处理分歧，而不是一味的计较和埋怨，生活中有许多事情需要这样的处理能力。十、参考文献1、《机械原理课程设计指导书》—郁倩主编，盐城工学院机械学院出版，2010.3；2、《机械原理》—朱龙英主编，西安电子科技大学出版社；3、《Pro/ENGINEERWildfire基础教程（第二版）》—宋凌珺、岳荣刚、王永皎主编，清华大学出版社。