【正文】 在制圖過(guò)程中，我很發(fā)現(xiàn)了許多不被自己注意的細(xì)節(jié)，包括中心線的添加以及箭頭的畫法等， 對(duì)以后的機(jī)械設(shè)計(jì)有所幫助。由于其在工作時(shí)流體在 Z 軸方向上運(yùn)動(dòng)，故球閥在 Z軸上不能產(chǎn)生位移。有限元模型是對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的數(shù)學(xué)表示方法?？蛇M(jìn)行四種類型的分析：靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析 本章主要對(duì)閥體的結(jié)構(gòu)靜力進(jìn)行分析和優(yōu)化。 ANSYS 流體單元能進(jìn)行流體動(dòng) 力學(xué)分析，分析類型可以為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。 ANSYS 程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問(wèn)題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。 分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及多物理場(chǎng)的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力； 后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片 顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來(lái)，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。傳統(tǒng)模式主要依靠的是將整體簡(jiǎn)化為一個(gè)個(gè)零件，再對(duì)其每個(gè)零件進(jìn)行簡(jiǎn)化的力學(xué)分析，這其中簡(jiǎn)化忽略了相互零件之間的作用力，在實(shí)際使用時(shí)，可能會(huì)與理論設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)生很大不同。 蝸輪蝸桿的強(qiáng)度校核 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 因?yàn)槲仐U傳動(dòng)的失效一般發(fā)生在蝸輪上，所以只需要進(jìn)行蝸輪輪齒的輕度計(jì)算。其中以渦輪蝸桿的特點(diǎn)最為明顯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)比大，具有自鎖性能。 普通閥座的結(jié)構(gòu)如下圖所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造最方便，應(yīng)用比較普遍。故 a與 h的關(guān)系不能為 h=（ ~） amm。 球體作為球閥控制的直接動(dòng)作零件，必須對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核。 閥桿連接件的強(qiáng)度計(jì)算 閥桿連接件采用平鍵連接，因?yàn)槠芥I結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低及替換方便。其中Ⅲ — Ⅲ面的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計(jì)算可做為設(shè)計(jì)時(shí)初定閥桿直徑用。 閥桿的設(shè)計(jì)和校核 閥桿是球閥的主要受力零件之一，按照我國(guó)球閥標(biāo)準(zhǔn)，閥桿應(yīng)設(shè)計(jì)成： 在流體壓力的作用下拆開(kāi)閥桿密封擋圈時(shí)，閥桿不致于脫出。 S— 從螺栓孔中心圓至法蘭頸部與法蘭背面交點(diǎn)的徑向距離，12 ???? ib DDS。在預(yù)緊螺栓時(shí)螺栓承受的載荷為aW ： 1G QYbD ??πaW （ 217） 式中 aW — 在預(yù)緊螺栓時(shí)所需的最小螺栓轉(zhuǎn)矩（ N）； Y— 墊片或法蘭接觸面上的單位壓緊載荷（ Mpa），查表得 Y = 0； 1Q — 球體與密封圈之間的預(yù)緊力；由 ?1Q 。 =21mm，由 bS 39。 2mm。武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 23 球體摩擦半徑計(jì)算 則Tm QRM ?? ?c os2 )c os1( ??= 63 )( xxxxx ??（ N*mm） 閥體設(shè)計(jì) 閥體結(jié)構(gòu)形式、連接形式、結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度和材料的確定 、連接形式和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，根據(jù)適用場(chǎng)合不同和通徑大小，常見(jiàn)閥體結(jié)構(gòu)有以下幾種： （ 1）整體式閥體： DN50mm （ 2）二分體式：閥體有左右兩部分組成，通過(guò)螺栓將這兩部分連接成一體。 RLLRK 2 21 c o s ???? ； 圖 22 比壓計(jì)算圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 21,LL — 球體中心線執(zhí)法作兩段面的距離（ mm） ， 442121 DRL ??。 由于流體壓力或附加外力的作用，在球體與 閥座之間產(chǎn)生壓緊力，于是 必需比壓式球閥設(shè)計(jì)中最基本的參數(shù)之一，它直接影響球閥的性能及結(jié)構(gòu)尺寸。本次球閥設(shè)計(jì)選用了側(cè)裝法蘭連接二分體式球閥，其特點(diǎn)是將閥體沿與閥門通道軸線相垂直的截面分為不對(duì)稱的左右兩半，球體從截分面孔道裝入，左、右兩半閥體用法蘭連接的球閥。因此，球閥的作用原理很簡(jiǎn)單：借助驅(qū)動(dòng)裝置的在閥桿端施加一定的轉(zhuǎn)矩并傳遞給球體，使它旋轉(zhuǎn) 90176。本課題主要以 DN 為 250mm， P 為 2Mpa的球閥，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核，以及關(guān)鍵零部件的分析，同時(shí)進(jìn)行三維建模。 美國(guó)是全球最大的閥門供應(yīng)商，其閥門協(xié)會(huì)有超過(guò) 110家企業(yè)，年產(chǎn)值超過(guò)武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 40億美元。目前球閥最大公稱通徑已達(dá) 3050mm，這是美國(guó) EscherWyss 公司為田納西州的一個(gè)泵站所提供的四臺(tái)球閥，用作透平機(jī)出口的切斷閥，設(shè)計(jì)壓力為 。s standard frame39。武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 ................................................................ I ABSTRACT ........................................................... II 1 緒論 .............................................................. 1 .......................................................... 1 ........................................................ 1 、方法和目標(biāo) ........................................ 2 2 球閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 ................................................ 3 、作用原理、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)分類 .................................. 3 ........................................................ 3 .................................................... 3 ........................................................ 3 .................................................... 4 ........................................................ 4 .......................................... 5 .................................................... 5 ...................................................... 5 .................................................... 6 ...................................................... 7 ........................................................ 8 閥體設(shè)計(jì) ............................................................. 9 、連接形式、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和材料的確定 ....................... 9 ................................................... 10 閥體法蘭設(shè)計(jì) .................................................... 10 閥體法蘭校核 .................................................... 11 閥桿的設(shè)計(jì)和校核 ..................................................... 14 閥桿材料選擇 .................................................... 14 閥桿填料的選擇、填料摩擦力及摩擦轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 ....................... 15 閥桿強(qiáng)度的計(jì)算 .................................................. 16 閥桿連接件的強(qiáng)度計(jì)算 ................................................. 18 球體的設(shè)計(jì)和校核 ..................................................... 20 球閥的閥座設(shè)計(jì) ...................................................... 21 省力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和校核 ................................................ 22 .................................................. 23 .............................................. 23 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 ANSYS軟件分析 ..................................................... 24 ................................................ 24 模型的導(dǎo)入和分析 ..................................................... 26 模型的簡(jiǎn)化、導(dǎo)入和分析準(zhǔn)備 ....................................... 26 模型的材料定義 .................................................. 27 模型的加載和邊界條件的確定 ....................................... 28 模型的加載后分析結(jié)果 ............................................. 29 ANSYS結(jié)果分析 ................................................... 33 結(jié) 論 ............................................................. 34 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................................... 35 致謝 ............................................................................................................................................................... 36 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘要 本文根據(jù)已知的球閥設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì) DN為 250mm，設(shè)計(jì)壓力為 2Mpa的球閥進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括了材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核等，在結(jié)構(gòu)和材料方面在滿足強(qiáng)度的前提下，盡量降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以更小的消耗、更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)成品的設(shè)計(jì)優(yōu)化，同時(shí)對(duì)球閥的主要部件進(jìn)行應(yīng)力的軟件分析。s structural style to the