手動(dòng)壓水機(jī)說(shuō)明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 二一五年七月一日目 錄一、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)····························（3）1.1課程設(shè)計(jì)的目的·······&

2、#183;·······················（3）1.2設(shè)計(jì)題目························

3、83;············（3）1.3課程設(shè)計(jì)要求·································（3）二、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)所

4、用軟件························（3）三、 壓水機(jī)的總體設(shè)計(jì)·······················&

5、#183;········（4）四、 設(shè)計(jì)尺寸·······································

6、83;（5）五、 零件設(shè)計(jì)及其建模 ·····························-（5）六、 手動(dòng)壓水機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真···············&

7、#183;·············（11）七、 運(yùn)動(dòng)分析 ··································&

8、#183;·····（12）八、 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)曲線·································（14）九、 小結(jié)·······&

9、#183;·····································（15）十、 參考文獻(xiàn)··········&#

10、183;······························（15） 一、任務(wù)書1.1課程設(shè)計(jì)的目的u 理論知識(shí)獨(dú)立解決有關(guān)課程實(shí)際問(wèn)題的能力， 使學(xué)生對(duì)機(jī)械的分析和設(shè)計(jì)有較完整和系統(tǒng)的概念；u 通過(guò)對(duì)具體機(jī)械的分培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)；u 析、計(jì)算、技術(shù)資料和計(jì)算機(jī)

11、的使用等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的工程技術(shù)能力。 1.2設(shè)計(jì)題目手動(dòng)壓水機(jī)的設(shè)計(jì)1.3課程設(shè)計(jì)要求明確學(xué)習(xí)目的，端正學(xué)習(xí)態(tài)度；在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成；正確處理理論計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系；二、機(jī)械課程設(shè)計(jì)所用軟件UnigraphicsSolutions公司(簡(jiǎn)稱UGS)是全球著名的MCAD供應(yīng)商,主要為汽車與交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械以及電子工業(yè)等領(lǐng)域通過(guò)其虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(VPD)的理念提供多級(jí)化的、集成的、企業(yè)級(jí)的包括軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)的完整的MCAD解決方案。其主要的CAD產(chǎn)品是UG。Unigraphics（簡(jiǎn)稱UG）是集CAD/CAE/CAM一體的三維參數(shù)化軟件，是

12、當(dāng)今世界最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、造船、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。三、壓水機(jī)總體設(shè)計(jì) 壓水機(jī)能壓水的部件主要是一個(gè)活塞滑塊的上下運(yùn)動(dòng)使壓水機(jī)內(nèi)的氣壓降低，打起壓力把水從井底壓到地表，所以整個(gè)壓水部件是氣缸。 3.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單分析圖1所示為一手搖壓水機(jī)，當(dāng)上下扳動(dòng)手柄1時(shí)，活塞4便在筒內(nèi)作往復(fù)移動(dòng)，從而完成抽水和壓水的工作。圖1 手搖壓水機(jī)根據(jù)機(jī)構(gòu)工作原理，繪制的壓水機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2所示。圖2 手搖壓水機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖經(jīng)分析可知，此機(jī)構(gòu)為四桿機(jī)構(gòu)，其中活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目n=3，低副數(shù)目PL=4，高副數(shù)目PH=0，因而機(jī)構(gòu)自由度F=3n-2PL-PH=3×3

13、-2×4-1×0=1因?yàn)榇怂臈U機(jī)構(gòu)的自由度為1，而機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件數(shù)目也為1，所以機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)。四、設(shè)計(jì)尺寸 五 裝配操作5.1裝配井體井體是此裝配操作中的第一個(gè)零件，需要將其調(diào)入裝配工作界面中，并采用“絕對(duì)”方式固定在三維空間中的一個(gè)位置上。圖1 “添加現(xiàn)有組件”和“組件預(yù)覽”對(duì)話框圖2 設(shè)置空間位置圖3 安裝好的井體5.2裝配井抽 此零件與井體的配對(duì)關(guān)系有兩項(xiàng)，即井抽外圓柱面與井體孔圓柱面為同軸（中心）配合；井抽上部耳環(huán)的平面與井體支架結(jié)構(gòu)平面為平行配合。圖4 選擇井抽的外表面和井體的內(nèi)表面圖 5選擇井抽耳環(huán)前表面和井體支架處前表面5.3裝配擺桿 此零件與井體的配對(duì)關(guān)系

14、有兩項(xiàng)，即擺桿下端的平面與井體支架凹槽內(nèi)的平面為面接觸（配對(duì)）配合；擺桿下端的孔表面與井體支架孔表面為中心配合。圖6選擇擺桿下端孔表面和井體支架處孔表面圖7 選擇擺桿下端前表面和井體凹槽處內(nèi)表面5.4裝配壓力手柄 此零件與井抽的配對(duì)關(guān)系有兩項(xiàng)，即壓力手柄前端凹槽內(nèi)平面與井抽耳環(huán)平面為配對(duì)（面接觸）配合；前端聯(lián)接孔表面與井抽耳環(huán)聯(lián)接孔表面為中心配合。此零件與擺桿的配對(duì)關(guān)系有一項(xiàng)，即壓力手柄中部聯(lián)接孔表面與擺桿上端聯(lián)接孔表面為中心配合。圖8選擇壓力手柄凹槽內(nèi)表面和井抽耳環(huán)處前表面圖9 選擇壓力手柄前端孔表面和井抽耳環(huán)孔表面5.5裝配軸釘和螺母 裝配軸釘 此零件與壓力手柄的配對(duì)關(guān)系有兩項(xiàng)，即軸釘帽底

15、部平面與壓力手柄前表面為配對(duì)配合；軸釘圓柱表面與壓力手柄聯(lián)接孔表面為中心配合。此零件與井體的配對(duì)關(guān)系有一項(xiàng)，即軸釘帽一側(cè)的平面與井體最上端平面為平行配合。 圖10選擇軸釘帽底部平面和壓力手柄前表面圖11 選擇軸釘圓柱表面和壓力手柄前端聯(lián)接孔表面5.6裝配軸釘和螺母 裝配螺母 此零件與壓力手柄的配對(duì)關(guān)系有一項(xiàng)，即螺母的底平面與壓力手柄一側(cè)平面為配對(duì)配合。此零件與軸釘?shù)呐鋵?duì)關(guān)系有一項(xiàng)，即螺母孔表面與軸釘圓柱面為中心配合。此零件與井體的配對(duì)關(guān)系有一項(xiàng)，即螺母徑向一個(gè)平面與井體上端平面為垂直配合。 圖12 選擇螺母底平面和壓力手柄后表面圖13 選擇螺母孔表面和軸釘圓柱表面6、裝配密封圈此零件與井抽的配

16、對(duì)關(guān)系有兩項(xiàng)，即密封圈一側(cè)平面與井抽下部凹槽內(nèi)一側(cè)平面為配對(duì)配合；密封圈內(nèi)圓柱面與井抽凹槽內(nèi)圓柱面為中心配合。 圖14 選擇密封圈一側(cè)平面和井抽凹槽內(nèi)一側(cè)平面圖15 完成密封圈的裝配六、壓水機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真（見(jiàn)光盤）7、 機(jī)構(gòu)分析 7.1力學(xué)特性分析由于此機(jī)構(gòu)要完成手動(dòng)抽水的任務(wù)，而抽水時(shí)構(gòu)件3往往承受很大的載荷，這就對(duì)機(jī)構(gòu)的傳力特性提出了很高的要求。下面對(duì)機(jī)構(gòu)的傳力特性進(jìn)行分析。壓力角或傳動(dòng)角是判斷連桿機(jī)構(gòu)傳力性能優(yōu)劣的重要的標(biāo)志。在該機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)角是指構(gòu)件1和構(gòu)件3所加的銳角，即圖2中的或其補(bǔ)角。在對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬樣機(jī)仿真時(shí)，為便于測(cè)量且能夠反映機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的大小，可直接測(cè)量。當(dāng)時(shí)，即為機(jī)構(gòu)壓力角

17、；當(dāng)時(shí)，的補(bǔ)角即為機(jī)構(gòu)壓力角。隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1所示。圖1隨時(shí)間變化的規(guī)律由圖1可知，在搖桿主驅(qū)運(yùn)動(dòng)的作用下，的變化范圍為63.6126.7º，因而可知，此時(shí)該機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的范圍為53.790º，最小傳動(dòng)角的值為53.7 º，機(jī)構(gòu)具有較好的傳力性能。而且該機(jī)構(gòu)利用杠桿原理，可有效減小抽水時(shí)對(duì)主動(dòng)力的要求。7.2運(yùn)動(dòng)分析由前文的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可知，該機(jī)構(gòu)為移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，能夠?qū)?gòu)件1的往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn)化為構(gòu)件3的往復(fù)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)連續(xù)抽水的功能。 8、 從動(dòng)件的位移、速度、加速度曲線九、小結(jié)本次任務(wù)分配如下：制作PPT、報(bào)告書、運(yùn)動(dòng)仿真 制作零件、裝配圖 、曲線圖在這次機(jī)

18、械原理課程設(shè)計(jì)中我們分工明確，不僅學(xué)到的不僅是專業(yè)知識(shí)，還有是如何進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，因?yàn)槿魏我粋€(gè)作品都不可能由某個(gè)人單獨(dú)完成，它必然是團(tuán)隊(duì)細(xì)致分工完成的某一個(gè)小部分，然后在將所有的部分緊密的結(jié)合在一起，并認(rèn)真調(diào)試它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系之后形成的一個(gè)完美作品。在這次課程設(shè)計(jì)中，由于理論知識(shí)不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開(kāi)始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量的資料與同學(xué)交流，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷的不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中懂得了許多東西，樹(shù)立了自己對(duì)工作的信心，相信對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作有很大的影響，而且大大提高了動(dòng)手能了。使我充分體會(huì)到在創(chuàng)造過(guò)程探索的艱辛和成功的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的不