梁劍13機械綜合課程設計.ppt

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機械綜合課程設計,第一部分機械系統(tǒng)設計內容,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計——常規(guī)型游梁抽油機機械系統(tǒng)設計,第一部分機械系統(tǒng)設計內容,機械設計一般過程,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)設計是機械設計中極其重要的一環(huán)，影響機械性能、質量、制造成本、維護費用等。,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動下實現(xiàn)預期的工藝動作，完成總功能。,我們的任務就是進行方案設計和技術設計兩部分,,第二部分常規(guī)型游梁抽油機簡介,抽油機的類型,按照抽油機的結構和工作原理分為：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備之一。由三部分組成：一是地面驅動設備即抽油機；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)：單位時間內柱塞往復運動的次數(shù)。2-4r/min到20r/min,懸點：執(zhí)行系統(tǒng)與抽油桿的聯(lián)結點，是載荷作用點,,一、課程設計的目的,此設計是機械專業(yè)在學習“機械原理”和“機械設計”后進行的一次較全面的設計訓練，其目的是：,1.鞏固所學理論知識，并應用于解決實際工程問題；2.建立機械系統(tǒng)設計的設計體系，掌握運動方案設計、機械零件設計的過程和方法；3.進行計算、繪圖、正確應用設計資料、手冊、標準和規(guī)范以及使用經驗數(shù)據(jù)的能力訓練。,概述,第三部分常規(guī)型游梁抽油機機械系統(tǒng)設計,二、課程設計的內容,該設計包括兩個部分內容：第一部分（機械原理部分）：執(zhí)行部分設計（約1周）重點：曲柄搖桿機構的設計第二部分（機械設計部分）：減速傳動裝置設計（約3周）重點：減速器設計,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、課程設計的考核及要求,課程設計考核及要求如下：,1.考勤時間：8:30~11:30；14:30~17:002.繪圖質量（各種繪圖）3.設計計算說明書質量4.回答問題情況,概述,五、設計室教室安排,六、參考資料,1、《機械設計課程設計指導書》（西華大學機械學院基礎教學部編）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、《機械設計》（王進戈主編，重慶大學出版社）,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)設計,第一章執(zhí)行部分設計第二章減速裝置部分設計第三章零件圖測繪第四章計算說明書,第一章執(zhí)行部分設計,選用平面四桿機構,抽油機由原動機經減速傳動裝置驅動，通過曲柄搖桿機構以及與搖桿固聯(lián)為一體的圓弧狀驢頭和懸繩帶動抽油桿柱做上下往復運動。,當驢頭下行時曲柄平衡塊儲存能量，上行時釋放能量，產生旋轉慣性，起著驢頭上下運動負荷平衡的作用,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軸心作勻速旋轉運動，通過連桿12帶動游梁16（搖桿）繞支架軸17軸心作往復擺動，使懸繩器19（抽油桿）上下往復運動，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)行部分設計,一、執(zhí)行機構尺寸綜合設計,運動基本要求：⒈單向連續(xù)轉動→往復擺動的變換；⒉具有急回作用：⒊機構運動應靈活、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θ3.確定L1、L2、L3、L44.作出機構運動簡圖四個位置（極限位置和運動分析位置）。同組的同學的結構尺寸相同。,第一章執(zhí)行部分設計,根據(jù)任務書給定的已知條件，進行尺寸綜合設計,二、用作圖法對機構進行運動分析,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。設懸點在最低位置為原點（即位移為0，原動件轉角為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)行部分設計,附：運動分析數(shù)據(jù)表,附：１號圖紙的布置,,,標題欄,,,,,參考設計任務書中的圖2，并將主運動傳遞到進給運動的機構畫在該圖上。,如果一個視圖表達不清楚，可用幾個視圖表達。,,,標題欄,,,,第二章減速傳動裝置設計,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、類型和結構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應稍大于所需電動機的工作功率Pd，即Ped>Pd。,ηa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,,η1帶傳動效率；η2滾動軸承效率；η3齒輪傳動效率；η4抽油機效率(參見指導書)。,3).電動機轉速的選擇額定功率相同的電動機可有不同的轉速，指導書附錄中，有四種同步轉速。注意恰當選擇。確定原則：,ia是傳動裝置總傳動比的合理范圍，指導書P.7頁表1可直接查出ia的大小。注意：一般只在同步轉速為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：參看指導書P.15－P.17頁,第二章減速傳動裝置設計,二、減速器傳動參數(shù)確定,1.各軸轉速根據(jù)電動機轉速與各級傳動比進行計算。2.各軸功率根據(jù)電動機額定功率與各級傳動效率進行計算。3.各軸轉矩根據(jù)各軸功率和轉速進行計算。,附：各軸轉速計算,I軸,III軸,II軸,0軸,nI,nII,nIII,各軸轉速如下：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：各軸輸入轉矩計算,I軸,III軸,II軸,0軸,nI,nII,nIII,各軸輸入轉矩如下：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計,三、帶傳動設計,其設計計算方法按教材例題有關內容進行，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系。2.求大帶輪作用在軸上的初拉力。參見指導書及教程。,第二章減速傳動裝置設計,四、齒輪傳動設計,計算方法和過程參考教材，注意指導書有關說明。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，將計算結果報老師審查。,五、裝配草圖設計,主要數(shù)據(jù)準備：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、孔寬及有關裝配尺寸；4.軸承類型；,第二章減速傳動裝置設計,展開式二級圓柱齒輪減速器,減速器結構附圖,設計內容通過畫圖確定軸及軸承的結構尺寸，找出軸的支點距離、軸上零件的力作用點，進而計算軸的強度及軸承壽命。設計步驟如下：1.畫出傳動零件的中心線及輪廓線、機體內壁線以及機體對稱線；2.初步計算軸徑并設計軸的結構；3.定出軸的支點及軸上零件的力作用點；4.進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計,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,圖中的Δ1,Δ2,Δ4,δ及δ1的含義和具體數(shù)值參見指導書,1.畫出傳動零件的中心線及輪廓線、機體內壁線以及機體對稱線,第二章減速傳動裝置設計,2.初步計算軸徑并設計軸的結構,⑴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)結構需要，適當調整。⑵軸的結構設計先在草稿中擬定結構方案，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。相關內容需詳細閱讀教材和指導書。這一過程需要邊畫邊算邊改。“三邊工作法”需注意的幾點：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。,結構草圖,六、裝配圖繪制,第二章減速傳動裝置設計,在畫好草圖，結構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行零件圖繪制。,第四章設計計算說明書,,寫設計計算說明書應注意以下幾點：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、說明書內容見“說明書內容要求”。注：說明書手寫，要求字跡清楚。,END,END,