往复泵曲柄连杆机构设计与动力特性研究

发布时间：2021-03-24 05:04

　　往复泵在多种工业领域发挥着重要作用,是一种非常重要的泵形式;曲柄连杆机构在往复泵工作过程中把传动机构的旋转运动转化为柱塞往复运动,是往复泵结构中的关键部件。现代工业技术的发展对曲柄连杆机构的性能提出了更高的要求,以手工计算为主的传统设计方法也已经不能满足企业对市场竞争的需要。本文课题来源于机械传动国家重点实验室与企业合作项目。通过课题的开展,为企业开发出两支点三拐曲轴设计计算与校核程序,使此类机构的设计人员从繁重的手工劳动中摆脱出来,极大提高了工作效率和节省设计费用,提高了企业的市场竞争力,具有较高的实用价值;课题通过采用计算机编程技术、功率键合图方法、CAD和多体动力学仿真对曲轴连杆机构动力学特性作了深入的研究和分析,具有较高的学术价值。本文所做主要工作如下:本文根据机械系统运动学和动力学原理,建立往复泵曲柄连杆机构力学模型,推导出该机构在工作过程中所受内、外力的计算公式和强度、刚度校核的一般方法;在此基础上进行参数化设计,采用Visual Basic6.0语言开发出两支点三拐曲轴设计计算与校核通用程序。本文基于功率键合图和Matlab软件的理论和方法,建立了卧式单联往复泵和卧式三联... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

曲柄连杆机构运动规律

为了简化计算,把包括连杆往复运动部分质量在内的全部往复运动质量集十字头销中心,将不平衡的旋转质量全部转化到曲柄销中心。每联往复运动部分质量按下式计算:sgm mκmω= +(2中ωm ——每联往复运动质量 , kgsm ——活塞与十字头质量 , kggm ——连杆质量 , kgk ——转化成往复运动质量的系数。一般取 k =0 .3～0.4。对高速泵取值,低速火中速泵取大值。连杆不平衡的旋转运动质量可按下式计算:mmm(1 k)hbg= + (2中bm ——转化到曲柄销中心的曲拐不平衡质量, kg

作用在曲柄销中心有两个力:连杆力cP 和旋转惯性力hI ,这两个力在曲柄方向的分量称为径向力R ,在垂直于曲柄半径方向的分量称为切向力T ,chR = Pcos( +β)+I, N (2chT = Psin( +β)+I, N (2径向力 R 沿曲柄半径作用于主轴颈O点,切向力T 也可移到主轴颈O点成力矩M :sin(φ β)cosβ'M = Tr=Pr+, N m(2.3.2 两支点三拐曲轴动力计算往复泵工作时,曲轴承受周期性的交变载荷,产生交变的扭转应力和弯曲,是曲柄连杆机构中最重要的受力部件。因此,曲柄连杆机构的设计和动力学,最重要的就是对曲轴进行动力学分析。


本文编号：3097111