【正文】 標準植D=1200（mm）主軸內孔直徑按《水輪機設計手冊》上的公式計算： 式中 ：D——主軸外徑（厘米） N——主軸傳遞的功率（千瓦） n——主軸轉速（轉/分） τmax——最大許用應力（公斤/厘米2）初選主軸的材料為ZG20MnSi,其τmax=550公斤/厘米2所以根據主軸內孔直徑公式計算得： 但為了保證主軸有足夠的剛強度，可將主軸內徑按標準直徑系列取為800mm 。在本次畢業(yè)設計中，由于所有的圖紙都采用CAD軟件進行繪制，所以不僅提高了利用CAD軟件繪圖的能力 ，也使得設計的質量大為提高。而水電站作為水能開發(fā)的主要手段，它能否經濟、高效的運行對水能的利用程度有很大的影響。第二部分是對導水機構進行設計。由于大峽水電站的機組是轉槳式的，所以在這一部分中還包括了葉片操作系統(tǒng)的設計。目前水力發(fā)電在全世界范圍內得到了優(yōu)先開發(fā)，尤其是挪威、巴西等國，水力資源的開發(fā)幾乎達到了百分百。隨著計算機技術的發(fā)展，利用CAD軟件進行繪圖已成為設計的主要手段之一。 座環(huán)高度表3 座環(huán)尺寸參數符號數值（mm）參數符號數值（mm）DbDakR925010750100600H1=b0+30δγ2830300其符號所代表的意義見下圖3：圖3 座環(huán) 主軸直徑主軸的外尺寸可以根據機組的扭力矩初選，扭力矩按以下公式計算：（公斤在本次設計中轉輪體采用ZG20MnSi整鑄而成。（4）葉片密封葉片密封采用“λ”型密封，因其結構簡單，裝拆方便。圖8導葉葉形斷面（2）導葉的結構系列尺寸和軸頸選擇導葉的軸頸可按機組的轉輪直徑D1，使用水頭H1（指最高水頭），導葉的相對高度b0/D1，從手冊中初選軸頸db，選得db =230（mm），再根據db=230mm從手冊中查得導葉結構的其它尺寸如下表： 表9 導葉結構的尺寸參數符號數值（mm）參數符號數值（mm）dbdad1dcd2dmd3d4d5hA23019024021022060M4858190hBhch1h2h3h4h5H參考R1R22603852522590208117211595其符號所代表的意義見下圖9：圖9 導葉結構尺寸（3）導葉的密封結構導葉關閉后，導葉體的立面應該很好的密封。下軸頸密封一般采用“O”型橡皮圈密封結構，其尺寸大小如下表： 表13 “O”型密封圈尺寸參數符號數值（mm）dbDd23019010其符號所代表的意義如下圖13所示：圖13 “O”型密封圈（6）導葉軸套 導葉軸套大多數都采用鑄錫青銅鑄造，加注黃油潤滑。本次設計中的抗磨板采用18毫米厚的A3鋼板。另一種是機組停機檢修軸承和軸承下部主軸密封時防止尾水往機坑內泄漏的檢修密封。所以軸瓦高度L=（600～1200）毫米，參照《水輪機設計手冊》中的表13—14最終取L＝750mm。目前設計中一般取δ——合金層厚度（毫米）a——斜油槽的深度（毫米）合金澆注槽的尺寸大小如下表20所示：表20 合金澆注槽的尺寸參數符號數值（mm）參數符號數值（mm）δhL1L2l1l2134301450HZZ1Rc4020454其符號所代表的意義見下圖28：圖28 合金澆注槽（5）軸承間隙軸承總的平均間隙一般可參照下面的經驗公式決定：式中 DP——主軸直徑（6）冷卻方式與冷卻裝置的確定稀油潤滑筒式軸承一般都裝有冷卻裝置，在本次設計中選用了體外冷卻的方式。一種是帶操作架傳動的直連桿機構；一種是不帶操作架的直連桿機構；還有一種是帶操作架的斜連桿機構。其結構特點如下：（1）取消操作架，連桿和轉臂由接力器活塞直接帶動。（3）耳柄與操作架在固定螺帽處有卡板限位。～，該間隙值是指上下端面間隙相等的單邊間隙值，具體設計選用時，即要考慮頂蓋剛度對導葉端面間隙的影響，還應考慮導葉在水壓力作用下可能向上浮起，使間隙減少。表26 叉頭傳動機構裝配尺寸參數符號數值（mm）參數符號數值（mm）dcZ0d1dn75024M804100D/dcdd2hh180D4/dc4110D3/jd80100然后根據叉頭傳動機構裝配尺寸查出傳動機構的各個零件尺寸。（5）計算聯(lián)軸螺釘分布圓斷面彎曲應力彎矩：式中：彎曲應力： 導葉強度的計算 在前面的設計中，導葉的材料采用的是ZG14Cr5Cu，其強度極限。參考文獻［1］哈爾濱大電機研究所編著.《水輪機設計手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1976［2］劉大愷編著.《水輪機》.北京：中國水利水電出版社，［3］水電站機電設計手冊編寫組.《水電站機電設計手冊水力機械分冊》.北京：水利電力出版社，1983［4］武漢水利電力學院主編.《水輪機》.上冊：北京：水利電力出版社，1980［5］哈爾濱大電機研究所譯．《水輪機設計者手冊》．機械工業(yè)出版社，1976［6］高建銘等編著．《水輪機及葉片泵結構》．清華大學出版社，1992［7］陳新方等編著．《水輪機結構分析》．水利電力出版社，1994［8］天津電氣傳動設計研究所編．《水輪機結構圖冊》．科學出版社，1978附 錄附錄1：導葉校核程序 program main parameter(m=10,n=5,pi=) real ra(m+1),rb(m+1),rc(m+1),a(n,m+1),b(n,m+1),qa(m+1),qb(m+1) $,qc(m+1),yc(m+1),k real jd,ja,jb,jc,j11,m11,m22,m33 h1= d0= b0=180 z0= jd= wd= dcc= dmm= p= e= dy= dc= an= r= da1= db1= dc1= d2= z1= z2= z3= z4= z5= z= za= zb= zc= zp= ps=*pi*d0*b0*h1/z0 ps0=ps/b0 pc=pi*p*(2*dcc**2dmm**2)/4 pp=pc*dy*(sin(pi*r/))/(z0*dc*(cos(pi*an/))) ja=pi*da1**4/ wa=pi*da1**3/ jb=pi*db1**4/ wb=pi*db1**3/ jc=pi*dc1**4/ wc=pi*dc1**3/ j11=pi*d2**4/ w11=pi*d2**3/ a1=jd/ja a2=jd/jb q1=z1/z q2=z2/z q3=q1+q2 q4=(z3+*z2)/z q5=z4/z q6=z5/z k=z**3/(e*jd) yc1=k*ps*q5*(q1**3*q4*a1/+(q4*q3**3/**3*q4/**3/ $q1*q2**2/)+(q4/**3*q4/**3/+q4**3/**2/2+ $q2**2*q3/)*a2) yc2=k*pp*q5*(q1**3*q6*a1+q6*(q3**3q1**3)+(q6+*q5*q6q5**2/2 $q3**3*q6)*a2)/ y=yc1+yc2 yc(1)= do 10 i=1,m+1 rc(i)=(yyc(i))*(k*q5**2*(q1**3*a1+q3**3q1**3+(**3+ $q5)*a2)) ra(i)=ps*q4+pp*q6rc(i)*q5 rb(i)=ps*(q1+*q2)pp*(1+q6)+rc(i)*(1+q5) qa(i)=ra(i)/(za*da1) qb(i)=rb(i)/(zb*db1) qc(i)=rc(i)/(zc*dc1) if() then yc(i+1)=yc(i)+*y endif if() then yc(i+1)=y endif10 continue tb=pp*zp/(2*wb) tc=pp*zp/(2*wc) do 20 i=1,n do 20 j=1,m+1 if() then a(i,j)=ra(j)*z1/wa elseif() then a(i,j)=(ra(j)*(z1+*z2)ps0*z2**2/)/wd elseif() then a(i,j)=(ra(j)*(z1+z2)ps0*z2**2/)/wb b(i,j)=sqrt(a(i,j)**2+4*tb**2) elseif() then a(i,j)=(pp*z5rc(j)*z4)/wb b(i,j)=sqrt(a(i,j)**2+4*tb**2) else a(i,j)=pp*(z5z4)/wc b(i,j)=sqrt(a(i,j)**2+4*tc**2) endif20 continue do 30 i=1,n if() then print*,39。,yc(k),b(i,k)50 continue endif30 continue do 70 j=1,m+1 print39。,8x,39。,9x,39。,yc(j),a(i,j)40 continue else print*,39。復核若干斷面的程序見附錄2程序運行結果如下： m a t b 由結果看出復核的各個斷面的應力都小于許用應力。 薄壁軸法蘭與軸身聯(lián)接處應力的計算：圖46主軸法蘭（1）計算法蘭實際預緊系數按聯(lián)軸螺釘預