【文章內(nèi)容簡介】 m sD? ?? ? ??? （ 23） 224 4 4 6 2 . 5 43 . 1 4 0 . 0 8 3 6 0 0d dqC m sD? ?? ? ??? （ 24） 4. 比轉(zhuǎn)速 所謂比轉(zhuǎn)速 ，就是相似的模型泵，是指功率為一馬力時(shí)，能使水泵單級(jí)葉輪產(chǎn)生的流量為 75kg/s 和揚(yáng)程為 1m 時(shí)所需的轉(zhuǎn)速，比轉(zhuǎn)速是討論葉輪的相似性、確定泵的特性及形式時(shí)所采用的準(zhǔn)則。它是從相似理論中引出的一個(gè)綜合性參數(shù)，說明了相似泵的 轉(zhuǎn)速 n,單級(jí)揚(yáng)程 h 和流量 Q 之間的關(guān)系。 轉(zhuǎn)速和比轉(zhuǎn)速有關(guān)，而比轉(zhuǎn)速和泵的效率、級(jí)數(shù)有關(guān)，所以轉(zhuǎn)速和比轉(zhuǎn)速應(yīng)結(jié)合起來確定，泵的比轉(zhuǎn)速為 33443 .6 5 3 .6 5 2 5 9 0 0 .0 1 3 84( ) ( 1 5 0 5 )snqnHi??? ? ? （ 25） 式中 ? —— 泵的總揚(yáng)程 ??m n —— 轉(zhuǎn)速 minr i —— 級(jí)數(shù) 5. 泵的軸功率和原動(dòng)機(jī)功率 從前面 可知泵的總效率、泵流量和揚(yáng)程，泵的軸功率為 31 0 9 . 8 4 3 1 5 0 2 6 . 61 0 0 0 1 0 0 0 0 . 6 6 3 6 0 0gqHP K W? ? ? ? ?? ? ??? （ 26） 式中 ? —— 液體密度 ? ?3kg m g—— 重力加速度 ? ?2ms ? —— 泵的總效率 原動(dòng)機(jī)功率為 2 6 .61 .2 3 21dcPP k K W?? ? ? （ 27） 式中 c? —— 原動(dòng)機(jī)與泵之間傳動(dòng)裝置的效率， 水 泵 一般原動(dòng)機(jī)軸與泵軸直接連接，其值為 1。 k —— 原動(dòng)機(jī)的容量系數(shù)（ 見表 22），原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，取 k 值為 。 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 18 頁 共 100 頁 表 22 原動(dòng)機(jī)容量系數(shù) 原動(dòng)機(jī)類型 k 電動(dòng)機(jī) 汽油機(jī) 柴油機(jī) 7. 泵軸直徑 泵軸直徑應(yīng)該按其承受的外載荷（拉、壓、彎、扭）、剛度和臨界轉(zhuǎn)速條件確定。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩是泵軸最主要的載 荷，所以在開始設(shè)計(jì)時(shí)，可按轉(zhuǎn)矩確定泵軸的最小直徑。一般聯(lián)軸器處的 軸段只受轉(zhuǎn)矩，所以按純扭強(qiáng)度條件計(jì)算的軸徑可作為聯(lián)軸器處軸段的最小直徑?？紤]鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響，如果是兩個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大 10% 15% ，再適當(dāng)圓整，最后確定聯(lián)軸器處的最小直徑。 329 5 5 0 9 5 5 0 1 0 3 . 62950dn PM N mn? ? ? (28) 式 中 nM —— 轉(zhuǎn)矩 ? ?Nm 按純扭強(qiáng)度計(jì)算的泵軸直徑（單位為 m ）為 ? ? 33 61 0 3 .6 0 .0 2 60 .2 0 .2 3 0 1 0nMdm?? ? ??? （ 29） 式中 d —— 泵軸直徑 ()m ??? —— 材料的許用切應(yīng)力 ? ?aP ， ??? 值見表 23 由于受鍵槽的影響，軸徑要增大，按照標(biāo)準(zhǔn)直徑圓整后的泵軸直徑為 34d mm? 。 材料的 ??? 值的大小決定軸直徑的大小，軸直徑小可以節(jié)省材料，提高葉輪水利和空化性能；軸直徑增大可增強(qiáng)軸的剛度，提高運(yùn)行的可靠性。 表 23 軸常用幾種材料的 ??? 值 軸的材料 235QA? 、 20 275Q 、? ?35 1 18 9rC Ni Ti 45 40rC 、35SiMn 、38SiMnMo 、3 13Cr ? ? aMP? 15 25 20 35 25 45 35 55 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 共 100 頁 3 VRML語言介紹 VRML 發(fā)展?fàn)顩r VRML 概述 VRML 是虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)造語言的縮寫，是一種面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)三維語言。是一種基于文本的通用語言，是一種在網(wǎng)絡(luò)上使用的描述三維環(huán) 境的場景描述語言，是HTML 的 3D(三維 )模擬，利用它可以在互聯(lián)網(wǎng)上創(chuàng)建交互式三維多媒體虛擬世界。VRML 與其它實(shí)現(xiàn)三維場景的技術(shù)手段（如 OpenGL,Cult3D,3DSMAX,Viewpoint）相比，具有語法簡單、三維建模功能強(qiáng)大、便于網(wǎng)上發(fā)布等優(yōu)點(diǎn)。它定義了 3D應(yīng)用中大多數(shù)常見概念，如光源、視點(diǎn)、動(dòng)畫、霧化、材質(zhì)屬性、紋理映射等。 VRML語言的誕生，尤其是新的 標(biāo)準(zhǔn)，被稱為第二代 Web 語言，它改變了原來WWW 上單調(diào)、平面的缺點(diǎn)，將人的行動(dòng)作為瀏覽的主體，所有的表現(xiàn)都將隨操作者行為而改變。 如圖 31所示。 圖 31 第二代 Web 但由于 VRML 本身僅僅是一種標(biāo)準(zhǔn) ,不可能滿足各行各業(yè)的所有需要。所以，高級(jí)交互功能的實(shí)現(xiàn)必須借助于 Java 等功能強(qiáng)大的高級(jí)語言。這樣，可以有效地彌補(bǔ) VRML 本身的一些不足（例如邏輯判斷、文件操作、鍵盤輸入、精確控制場景等），進(jìn)而完善與其它媒體的交互 ,也可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的虛擬環(huán)境系統(tǒng)。但由于的VRML 是基于網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的，其在網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)布顯得游刃有余了，只在其支持的能力范圍內(nèi)，可以把網(wǎng)頁做得很豐富、很精彩。下圖便是在安裝了 VRML 插件的網(wǎng)頁瀏覽器上打開的虛擬電風(fēng)扇造型場景，它可以聲音和轉(zhuǎn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)播放聲音和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的效果。如圖 32 所示。 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 20 頁 共 100 頁 圖 32 電風(fēng)扇 虛擬場景 VRML 發(fā)展 VRML 的歷史可以上溯到 1994 年，當(dāng)時(shí)在日內(nèi)瓦的第一次 WWW 年會(huì)上，一些與會(huì)者提出為創(chuàng)建三維網(wǎng)絡(luò)的界面必須有一種通用的描述性語言，用于在 WWW 上超級(jí)鏈接 ——類似于超文本描述語言 (HTML)，于是誕生了虛擬現(xiàn)實(shí)描述語言 (Virtual Reality Makeup Language)。稍后，改為虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言 (Virtual Reality Modeling Language)，用于反映圖像的本質(zhì)?，F(xiàn)在世界上有一個(gè)管理 VRML 的團(tuán)體 ，簡稱為 VRML 結(jié)構(gòu)組織 (VGA)， VGA 為網(wǎng)絡(luò)的三維功能建立了標(biāo)準(zhǔn)。1995 年 5 月， 規(guī)范正式出臺(tái)，但此規(guī)范缺少對(duì)一些關(guān)鍵特性如動(dòng)作、交互和行為的支持，為此，急需對(duì)它進(jìn)行修訂。 1996 年 8 月，在新奧爾良舉行的SIGGRAPH’96 會(huì)議上公布了 規(guī)范的第一 版，經(jīng) ISO JTCI/ SC2 4 同意，這一版被作為 14772 號(hào)委員會(huì)草案公布，并且于 1997 年 4 月提交審議。該草案又稱為 VRML 97(遵循 ISO 把發(fā)布年號(hào)寫入名字的命名約定 )。從此之后，許多公司紛紛推出了自己的 VRML 瀏覽器，如 Netscape 公司 Live3D， IE 內(nèi)嵌的 Microsoft VRML Viewer， Apple 公司的 Quick Time VR 等等。 我國對(duì) VR 技術(shù)的正式研究起步卻很晚，大概在 20 世紀(jì) 90 年代初，發(fā)展到現(xiàn)在已初步取得了成果，但與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距。其 研究概述如下。 國內(nèi)最早開展此項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)的是西安虛擬現(xiàn)實(shí)工程技術(shù)研究中心；北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系也是國內(nèi)最早研究 VR 的單位之一，它在 VR 視覺接口方面獲得了一部分研究成果；北京大學(xué)設(shè)計(jì)了基于 PC 機(jī)的 VR 系統(tǒng)；清華大學(xué)國家光盤工程研究中心所作的“布達(dá)拉宮”，采用了 QuickTime 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大全景 VR 制；浙華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 共 100 頁 江大學(xué) CADamp。CG 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)系已經(jīng)成功地合成了人的高級(jí)行為中的特定人臉圖像，解決了表情的合成和唇動(dòng)合成技術(shù)問題，并正在研究人說話時(shí)手勢和頭勢 的動(dòng)作、語音和語調(diào)的同步等；西安交大信息工程研究所對(duì) VR 中的關(guān)鍵技術(shù) — 立體顯示技術(shù)進(jìn)行了研究；中國 科技 開發(fā)院威海分院研究了視覺接口技術(shù)，完成了 VR 中的體視圖及軟件接口；北方工業(yè)大學(xué) CAD 中心是我國最早開展計(jì)算機(jī)動(dòng)畫研究的單位之一，完成了通訊圖像顯示系統(tǒng)的多媒體平臺(tái)及相關(guān)音頻資料庫 , 并且中國第一部完全用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)制作的科教片《相似》就出自該中心；上海大學(xué) CIMS 中心開發(fā)了一套基于 IRIX 的虛擬科技園區(qū)環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)；另外，上海 交通 大學(xué)圖像處理模式識(shí)別研究所，長沙國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所、華東船舶工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系、安徽大學(xué)電子工程與住處科學(xué)系等單位也進(jìn)行了一些研究工作和嘗試。 VRML 的工作原理 與 實(shí)例 運(yùn)用 VRML 的工作原 理 VRML的訪問方式是基于客戶／服務(wù)器模式（見圖 1），其中服務(wù)器提供 VRML文件（后綴為． wrl）及支持資源客戶通過網(wǎng)絡(luò)下載希望訪問的文件，并通過本地平臺(tái)上的 VRML 瀏覽器（Ｂ rowse）交互式訪 問該文件描述的虛擬境界（ VirtualWorld），因?yàn)闉g覽器是本地平臺(tái)提供的，從而實(shí)現(xiàn)了和硬件平臺(tái)的無關(guān)性。VRML 文件是以擴(kuò)展名為 wrl 結(jié)尾的一種用來描述幾何形體的 ASCII 文本文件，它不需要任何編譯，直接由瀏覽器解釋執(zhí)行。當(dāng)用戶打開 VRML 文件時(shí)，系統(tǒng)首先裝入一個(gè)內(nèi)嵌的 VRML 瀏覽器，該瀏覽器將 VRML 語言中的信息解釋成空間中目標(biāo)的幾何形體描述，如長方體，球體，不規(guī)則的其它三維物等等，同時(shí)它將提供實(shí)時(shí)顯示，一秒顯示多次，這樣在用戶的計(jì)算機(jī)上就會(huì)有一個(gè)活動(dòng)場景的感覺。 1． 場景圖結(jié)構(gòu) VRML 使用場景圖 (Scene Graph)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來建立 3D 實(shí)境，這是以SGI(Silicon Graphics Inc.)的 Open Inventor 3D 工具包為基礎(chǔ)的一種數(shù)據(jù)格式，其基本單元被稱為節(jié)點(diǎn) (Node)，場景圖規(guī)定了節(jié)點(diǎn)之間的等級(jí)關(guān)系與嵌套關(guān)系。 總共定義有 54 個(gè)節(jié)點(diǎn)，它大致可以分為如下幾類 : 造型節(jié)點(diǎn) 用于表示各種基本的幾何體和用于任意幾何體的線框圖和面框圖。 屬性節(jié)點(diǎn) 用于定義相關(guān)對(duì)象的顏色、材質(zhì)、紋理以及攝像機(jī)組、燈光組、視點(diǎn)、背景等。 礦用 D型泵結(jié)構(gòu)分析與水泵房布置論述 第 22 頁 共 100 頁 組節(jié)點(diǎn) 用于將節(jié)點(diǎn)分組 ，把相關(guān)節(jié)點(diǎn)組合成為同一個(gè)對(duì)象。 感應(yīng)節(jié)點(diǎn) 用于感知用戶的輸入或動(dòng)作 ，以觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作。 其它節(jié)點(diǎn) 包括移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作 ，腳本 (Script)節(jié)點(diǎn)、超鏈接節(jié)點(diǎn)等。 使用符合右手規(guī)則的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，原點(diǎn)在屏幕中心，它也是使用這一坐標(biāo)系統(tǒng)的各種幾何體的中心。所以，當(dāng)根據(jù)構(gòu)圖要求，某個(gè)幾何體的中心不在屏幕中心時(shí) (事實(shí)上，幾何體的中心落在屏幕中心的情形是很少見的 )，就需要移動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)，即使用 Transform節(jié)點(diǎn)，在該節(jié)點(diǎn)內(nèi)定義的幾何體都使用該節(jié)點(diǎn)中所定 義的平移后的坐標(biāo)系統(tǒng)。可以想見，在構(gòu)造一個(gè)較為復(fù)雜的場景時(shí)，這種坐標(biāo)平移將是相當(dāng)頻繁的。 2. 事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制和傳感器 由面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)可以知道，對(duì)象之間的相互作用是通過一個(gè)對(duì)象向另一個(gè)對(duì)象發(fā)出某個(gè)操作消息 (message)而實(shí)現(xiàn)的， VRML 也是這樣。它在兩個(gè)要傳遞消息的節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)造 (或稱為綁定 )一個(gè)路由 (或稱為路徑 )。于是，第一個(gè)節(jié)點(diǎn)就可以通過路由傳遞消息給第二個(gè)節(jié)點(diǎn)。這樣的消息稱為事件 (event)，它包含的是一個(gè)值，即節(jié)點(diǎn)內(nèi)需要傳遞的某個(gè)域值。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接受到某個(gè)事件時(shí)，它將根據(jù)新得到的域值，去 進(jìn)行一次數(shù)據(jù)更新，從而可能引發(fā)某個(gè)動(dòng)作。通過綁定多個(gè)節(jié)點(diǎn)，就可以創(chuàng)建出復(fù)雜的線路 ，從而使創(chuàng)造出的世界充滿動(dòng)感和交互性。 傳感器 (Sensor，或稱檢測器 )是 VRML 中提供交互能力和動(dòng)態(tài)行為的基元。一個(gè)具有動(dòng)態(tài)能力的節(jié)點(diǎn)需包含傳感器。 VRML 共提供 7 種傳感器節(jié)點(diǎn)，即 Cylinder Sensor、 Plane Sensor、 Time Sensor、 Touch Sensor、 Visibility Sensor、 Proximity Sensor。它們提供了用戶與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互的機(jī)制 :根據(jù)時(shí)鐘或者用 戶的動(dòng)作，它們可以產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的事件，這事件沿著事先設(shè)定好的路由傳遞下去，從而使得虛擬世界對(duì)用戶做出反應(yīng) ，實(shí)現(xiàn)交互。右圖便是一個(gè)簡單的拖曳路由：平面?zhèn)鞲衅?Plane Sensor 起動(dòng)即被激活后，鼠標(biāo)的移動(dòng)變化量（ translation_changed）就傳遞給球體實(shí)物造型 ball,這樣球體便可以跟隨鼠標(biāo)的移動(dòng)而移動(dòng)，也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)球體的拖曳功能。路由指向（路徑）如圖 33 所示，路由代碼是： ROUTE TO 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 共 100 頁 圖 33 拖曳路徑圖 3. 動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)和插補(bǔ)器 VRML 的動(dòng)畫比普通動(dòng)畫更吸引人，因?yàn)楫?dāng)用戶在一個(gè)虛擬世界中漫游時(shí)，他可以從各種角度來觀察動(dòng)畫，而要完成一個(gè)復(fù)雜的從所有視點(diǎn)來看都成功的動(dòng)畫是很困難的。 VRML 動(dòng)畫的另一個(gè)特點(diǎn)是，在播放動(dòng)畫時(shí)沒有一個(gè)