梁劍13機械綜合課程設(shè)計.ppt

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機械綜合課程設(shè)計,第一部分機械系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容,第二部分常規(guī)型游梁抽油機簡介,第三部分機械綜合課程設(shè)計常規(guī)型游梁抽油機機械系統(tǒng)設(shè)計,第一部分機械系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容,機械設(shè)計一般過程,機械系統(tǒng)是機械的重要組成部分，是機械的主體。機械系統(tǒng)設(shè)計是機械設(shè)計中極其重要的一環(huán)，影響機械性能、質(zhì)量、制造成本、維護(hù)費用等。,確定機械的工作原理及工藝動作，選定機械執(zhí)行部分的型式及其運動參數(shù)；選擇與之匹配的原動機類型及運動參數(shù)；設(shè)計機械傳動系統(tǒng)把前兩者聯(lián)系起來，使各執(zhí)行部分能在原動件的驅(qū)動下實現(xiàn)預(yù)期的工藝動作，完成總功能。,我們的任務(wù)就是進(jìn)行方案設(shè)計和技術(shù)設(shè)計兩部分,第二部分常規(guī)型游梁抽油機簡介,抽油機的類型,按照抽油機的結(jié)構(gòu)和工作原理分為：游梁式抽油機無游梁式抽油機,抽油機工作原理抽油機是將原油從井下舉升到地面的主要采油設(shè)備之一。由三部分組成：一是地面驅(qū)動設(shè)備即抽油機；二是井下的抽油泵，懸掛在油井油管的下端；三是抽油桿柱，將地面設(shè)備的運動和動力傳遞給井下抽油泵。,抽油機機械系統(tǒng)的具體組成應(yīng)是怎樣的？,反映游梁抽油機工作能力的基本參數(shù)1、懸點載荷F(kN)：抽油機工作過程中作用于懸點的載荷；5-8KN到150-280KN2、抽油桿沖程S(m)：抽油機所能提供的抽油桿上下往復(fù)運動的最大位移；0.3-10m，一般6m以下3、沖次n(次/min)：單位時間內(nèi)柱塞往復(fù)運動的次數(shù)。2-4r/min到20r/min,懸點：執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結(jié)點，是載荷作用點,一、課程設(shè)計的目的,此設(shè)計是機械專業(yè)在學(xué)習(xí)“機械原理”和“機械設(shè)計”后進(jìn)行的一次較全面的設(shè)計訓(xùn)練，其目的是：,1.鞏固所學(xué)理論知識，并應(yīng)用于解決實際工程問題；2.建立機械系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計體系，掌握運動方案設(shè)計、機械零件設(shè)計的過程和方法；3.進(jìn)行計算、繪圖、正確應(yīng)用設(shè)計資料、手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)的能力訓(xùn)練。,概述,第三部分常規(guī)型游梁抽油機機械系統(tǒng)設(shè)計,二、課程設(shè)計的內(nèi)容,該設(shè)計包括兩個部分內(nèi)容：第一部分（機械原理部分）：執(zhí)行部分設(shè)計（約1周）重點：曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計第二部分（機械設(shè)計部分）：減速傳動裝置設(shè)計（約3周）重點：減速器設(shè)計,概述,2.減速器裝配圖一張(0號圖紙);3.重要零件圖兩張(軸、齒輪等);4.設(shè)計計算說明書一份(30頁)。,1.1號圖1張：包括工作執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖、位移圖、速度圖、加速度圖,三、完成后上交的材料,四、課程設(shè)計的考核及要求,課程設(shè)計考核及要求如下：,1.考勤時間：8:3011:30；14:3017:002.繪圖質(zhì)量（各種繪圖）3.設(shè)計計算說明書質(zhì)量4.回答問題情況,概述,五、設(shè)計室教室安排,六、參考資料,1、機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（西華大學(xué)機械學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部編）12月16日中午13:30-14:00,4c-2012、機械原理（孫桓主編，高等教育出版社）3、機械設(shè)計（王進(jìn)戈主編，重慶大學(xué)出版社）,黃老師：5B401、406、407陳老師：6C309、330、409梁老師：6C406、407、408,常規(guī)型游梁抽油機機械系統(tǒng)設(shè)計,第一章執(zhí)行部分設(shè)計第二章減速裝置部分設(shè)計第三章零件圖測繪第四章計算說明書,第一章執(zhí)行部分設(shè)計,選用平面四桿機構(gòu),抽油機由原動機經(jīng)減速傳動裝置驅(qū)動，通過曲柄搖桿機構(gòu)以及與搖桿固聯(lián)為一體的圓弧狀驢頭和懸繩帶動抽油桿柱做上下往復(fù)運動。,當(dāng)驢頭下行時曲柄平衡塊儲存能量，上行時釋放能量，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性，起著驢頭上下運動負(fù)荷平衡的作用,抽油機工作時，由懸點載荷及平衡重在曲柄軸(減速箱輸出軸)上造成的扭矩與電動機輸給曲柄的扭矩相平衡。,電動機2經(jīng)帶傳動3和減速箱4，將動力傳遞給曲柄8，曲柄8繞減速箱輸出軸7軸心作勻速旋轉(zhuǎn)運動，通過連桿12帶動游梁16（搖桿）繞支架軸17軸心作往復(fù)擺動，使懸繩器19（抽油桿）上下往復(fù)運動，抽油桿由下止點上升到上止點時，地下的油被抽上來；抽油桿回程時，由上止點下降到下止點。,懸繩：連接光桿和驢頭，使光桿在工作過程中能處于井口中心位置，使抽油桿的運動始終與驢頭弧面保持相切。下面有上下兩塊壓板，使光桿穿過后用方卡子將光桿固定。,懸繩：連接光桿和驢頭，使光桿在工作過程中能處于井口中心位置，抽油桿的運動始終與驢頭弧面保持相切。懸繩與圓弧做純滾動。下面有上下兩塊壓板，使光桿穿過后用方卡子將光桿固定。,驢頭：承托著井內(nèi)抽油桿柱、油管柱、泵的摩擦阻力及液柱重量。驢頭為一弧面。,第一章執(zhí)行部分設(shè)計,一、執(zhí)行機構(gòu)尺寸綜合設(shè)計,運動基本要求：單向連續(xù)轉(zhuǎn)動往復(fù)擺動的變換；具有急回作用：機構(gòu)運動應(yīng)靈活、輕巧、具有較好的傳力性能；,1.確定e2.確定行程速比系數(shù)K和極位夾角3.確定L1、L2、L3、L44.作出機構(gòu)運動簡圖四個位置（極限位置和運動分析位置）。同組的同學(xué)的結(jié)構(gòu)尺寸相同。,第一章執(zhí)行部分設(shè)計,根據(jù)任務(wù)書給定的已知條件，進(jìn)行尺寸綜合設(shè)計,二、用作圖法對機構(gòu)進(jìn)行運動分析,1.求作懸點位移s、速度v、加速度a每人求兩個位置（兩個位置相差180度）按人數(shù)均分位置。設(shè)懸點在最低位置為原點（即位移為0，原動件轉(zhuǎn)角為0），向上為正值。2.作出運動線圖作出位移圖、速度圖、加速度圖。,第一章執(zhí)行部分設(shè)計,附：運動分析數(shù)據(jù)表,附：號圖紙的布置,標(biāo)題欄,參考設(shè)計任務(wù)書中的圖2，并將主運動傳遞到進(jìn)給運動的機構(gòu)畫在該圖上。,如果一個視圖表達(dá)不清楚，可用幾個視圖表達(dá)。,標(biāo)題欄,第二章減速傳動裝置設(shè)計,一、傳動方案及原始參數(shù)確定,1、傳動方案確定,傳動比大,2、選擇電動機,1).電動機種類、類型和結(jié)構(gòu)的選擇三相鼠籠式異步電動機(Y系列)2).電動機容量的選擇即確定電動機的功率，原則是：所選電動機額定功率Ped應(yīng)稍大于所需電動機的工作功率Pd，即PedPd。,a指從電動機到執(zhí)行機的總效率,電動機工作功率為：,傳動系統(tǒng)總效率分析簡圖,帶傳動,滾動軸承,滾動軸承,抽油機執(zhí)行機構(gòu),1帶傳動效率；2滾動軸承效率；3齒輪傳動效率；4抽油機效率(參見指導(dǎo)書)。,3).電動機轉(zhuǎn)速的選擇額定功率相同的電動機可有不同的轉(zhuǎn)速，指導(dǎo)書附錄中，有四種同步轉(zhuǎn)速。注意恰當(dāng)選擇。確定原則：,ia是傳動裝置總傳動比的合理范圍，指導(dǎo)書P.7頁表1可直接查出ia的大小。注意：一般只在同步轉(zhuǎn)速為1500和1000min-1的電動機中選擇。參考：例2-1最后將所確定的電動機型號、性能參數(shù)和主要尺寸記錄下來備用。,3、確定總傳動比并分配,1.總傳動比：2.分配減速器：故有：參看指導(dǎo)書P.15P.17頁,第二章減速傳動裝置設(shè)計,二、減速器傳動參數(shù)確定,1.各軸轉(zhuǎn)速根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速與各級傳動比進(jìn)行計算。2.各軸功率根據(jù)電動機額定功率與各級傳動效率進(jìn)行計算。3.各軸轉(zhuǎn)矩根據(jù)各軸功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行計算。,附：各軸轉(zhuǎn)速計算,I軸,III軸,II軸,0軸,nI,nII,nIII,各軸轉(zhuǎn)速如下：I軸：II軸：III軸：,nm,執(zhí)行部件,附：各軸輸入功率計算,I軸,III軸,II軸,0軸,PI,PII,PIII,功率傳遞過程中存在的損耗，各軸功率如下：I軸：II軸：III軸：,執(zhí)行部件,附：各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算,I軸,III軸,II軸,0軸,nI,nII,nIII,各軸輸入轉(zhuǎn)矩如下：0軸：I軸：II軸：III軸：,PI,PII,PIII,nm,Pd,TI,TII,TIII,Td,執(zhí)行部件,第二章減速傳動裝置設(shè)計,三、帶傳動設(shè)計,其設(shè)計計算方法按教材例題有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行，需特別注意問題：1.檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系。2.求大帶輪作用在軸上的初拉力。參見指導(dǎo)書及教程。,第二章減速傳動裝置設(shè)計,四、齒輪傳動設(shè)計,計算方法和過程參考教材，注意指導(dǎo)書有關(guān)說明。1.高速級齒輪傳動2.低速級齒輪傳動兩級傳動計算完成后，將計算結(jié)果報老師審查。,五、裝配草圖設(shè)計,主要數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：1.各傳動零件的主要尺寸；2.由電動機型號，確定電機軸直徑大小、軸段長度；3.聯(lián)軸器型號，兩端軸孔直徑、孔寬及有關(guān)裝配尺寸；4.軸承類型；,第二章減速傳動裝置設(shè)計,展開式二級圓柱齒輪減速器,減速器結(jié)構(gòu)附圖,設(shè)計內(nèi)容通過畫圖確定軸及軸承的結(jié)構(gòu)尺寸，找出軸的支點距離、軸上零件的力作用點，進(jìn)而計算軸的強度及軸承壽命。設(shè)計步驟如下：1.畫出傳動零件的中心線及輪廓線、機體內(nèi)壁線以及機體對稱線；2.初步計算軸徑并設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)；3.定出軸的支點及軸上零件的力作用點；4.進(jìn)行軸的受力分析并畫出力矩圖；5.校驗軸和鍵的強度（只計算輸入軸以及軸上面的鍵）；6.驗算滾動軸承壽命（只計算輸入軸上的軸承）。,第二章減速傳動裝置設(shè)計,圖中的1,2,4,及1的含義和具體數(shù)值參見指導(dǎo)書,1.畫出傳動零件的中心線及輪廓線、機體內(nèi)壁線以及機體對稱線,第二章減速傳動裝置設(shè)計,2.初步計算軸徑并設(shè)計軸的結(jié)構(gòu),軸徑的初步計算公式中A在教材中查找，算出的軸徑可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，適當(dāng)調(diào)整。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計先在草稿中擬定結(jié)構(gòu)方案，然后逐步確定軸的各段直徑和長度，并初步確定滾動軸承類型及尺寸。相關(guān)內(nèi)容需詳細(xì)閱讀教材和指導(dǎo)書。這一過程需要邊畫邊算邊改?！叭吂ぷ鞣ā毙枳⒁獾膸c：軸肩高度、軸肩圓角大小、軸向長度、軸承潤滑、軸承端蓋形式、軸承座安裝空間、軸外伸長度的確定等。,結(jié)構(gòu)草圖,六、裝配圖繪制,第二章減速傳動裝置設(shè)計,在畫好草圖，結(jié)構(gòu)尺寸計算和強度計算完成后，就繪制裝配圖。按照制圖教材的要求進(jìn)行裝配圖繪制。,第三章零件圖測繪,在畫好裝配圖，測繪由老師指定的零件。按照制圖教材的要求進(jìn)行零件圖繪制。,第四章設(shè)計計算說明書,寫設(shè)計計算說明書應(yīng)注意以下幾點：1、按照規(guī)定的格式書寫（包括字體大小等），見“說明書規(guī)范化要求”。2、說明書有專門的封面（見“說明書樣本”）。3、說明書內(nèi)容見“說明書內(nèi)容要求”。注：說明書手寫，要求字跡清楚。,END,END,