论文总字数：19603字

摘 要

定子和转子是单螺杆泵运动的主要元件，它还是一直高效的能量转换设备，被应用在各个工业行业。尤其是在石油行业。本论文中所研究的螺杆泵主要应用于采油方面，本文先对螺杆泵进行了设计和计算，然后利用Pro/E对它进行三维建模，并进一步对它进行模拟装配。利用Mechanism，对所装配好的模型进行运动仿真，并阐述了它的的成型规律。本文的主要研究工作与结论如下：

1. 根据给定的流量Q=12m³/h、进出口压力P=0.1MPa，设计一台单螺杆泵。通过计算，得到的一系列的参数有：螺杆的切面直径d=78mm，导程T=372mm，衬套长度L=744mm，偏心距e=15mm。根据这些计算的条件，利用Pro/E对定转子进行建模和运动仿真。
2. 基于Pro/E设计精确的建模的基本过程。通过使用Pro/E软件，分别对螺杆（转子）和衬套（定子）进行了模型建模，然后在Pro/E中，添加伺服电动机，对所建立的实体模型进行组装。

（3）利用Pro/E软件，对装配好的定子和转子，利用Mechanism的运动机构，进行模拟运动仿真，并对观察模拟运动的三维动画并保存。再通过Mechanism所绘制的曲线，得到螺杆上几个不同的点的位移，速度和加速度等运动学分量进行图线分析，从而分析出螺杆泵的运动规律。

关键词：单螺杆泵，模拟装配，运动仿真，运动分析

ABSTRACT

The stator and rotor is the main component of single screw pump motor, it has high energy conversion equipment, are used in various industries. Especially in the oil industry. The screw pump in this dissertation are mainly used in oil production, this article first carried out the design and calculation of screw pump, and then use Pro/E 3D modeling of it, and further to simulate assembly. Using Mechanism, the assembled model of motion simulation, and discusses its forming rules. The main research work and conclusions are as follows:

(1) According to the given flow Q=12m /h fand import and export pressure, P=0.1MPa, the design of a single screw pump. Through calculation, a series of parameters are: screw section diameter d=78mm, pitch T=372mm, bushing length L=744mm, eccentricity e=15mm. according to the calculation conditions, the modeling and motion simulation of rotor based on Pro /E.

(2) The basic process of Pro/E design based on accurate modeling. By using Pro/E software, respectively for the screw (rotor) and the bushing (stator) of model, then add in Pro/E, servo motor, solid model of the assembly.

(3) The use of Pro/E software to the assembled stator and rotor, the movement mechanism of Mechanism simulation, motion simulation, 3D animation and motion simulation of observation and save. Through the Mechanism curves obtained on several different displacement screw point, velocity and acceleration kinematics component diagram the analysis, so as to analyze the movement of the screw pump.

Key Words: Single screw pump,Analog assembly,Motion simulation,Kinematic analysis

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1螺杆泵的发展情况及现状 1

1.1.1螺杆泵的发展历史及其用途 1

1.1.2螺杆泵的结构及其工作原理 1

1.1.3单螺杆泵在采油中的应用的主要特点 2

1.1.4单螺杆泵在采油系统中的应用及优化研究 3

1.2 Pro/E对螺杆泵设计 3

1.3 近年来国内外对螺杆泵探索研究 4

第2章 单螺杆泵的设计计算 6

2.1单螺杆泵的设计计算 6

2.1.1单螺杆泵的螺杆和衬套的结构参数确定 6

2.1.2螺杆和衬套的齿廓 8

2.1.3螺杆和衬套工作表面积和容积的确定 11

2.1.4轴向力计算 12

2.2螺杆和衬套的材料 14

2.3小结 14

第3章 单螺杆泵的实体建模 15

3.1单螺杆泵的转子建模 15

3.2单螺杆泵的定子建模 20

3.3单螺杆泵的定子与转子的装配 25

3.4小结 27

第4章 螺杆泵的运动仿真及位置分析 28

4.1机构模块简介 28

4.2创建运动仿真模型 28

4.2.1运动轨迹的分析 28

4.2.2添加伺服电动机 30

4.3运动学仿真分析 33

4.3.1螺杆外表面上点的运动轨迹 33

4.3.2螺杆上A、C两点的位移、速度和加速度 33

4.4 经济评价 38

4.4.1投资估算 38

4.4.2资金筹措 38

4.4.3 所需费用明细表 38

4.5小结 39

第5章 结论与展望 40

参考文献 41

致谢 44

第1章 绪论

1.1螺杆泵的发展情况及现状

1.1.1螺杆泵的发展历史及其用途

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