【正文】 量時(shí)將葉片簡(jiǎn)化為一個(gè)厚度均勻的長(zhǎng)方體，如圖51所示葉片的厚度可按下式估算：圖51 葉片簡(jiǎn)化圖葉片的厚度可按下式估算 式中：——系數(shù)，；——葉輪的外徑；——單級(jí)揚(yáng)程；則全部葉片的質(zhì)量為 ：b)計(jì)算前蓋板質(zhì)量 根據(jù)葉輪前蓋板形狀，將其簡(jiǎn)化為厚度均勻的圓環(huán)。厚度，考慮到前蓋板有彎曲，可以適當(dāng)縮小圓環(huán)內(nèi)徑，具體尺寸見(jiàn)圖52所示。 圖52 前蓋板圓環(huán)c)計(jì)算后蓋板質(zhì)量根據(jù)裝配圖相關(guān)尺寸，并將后蓋板簡(jiǎn)化為一個(gè)圓環(huán)和一個(gè)套筒，計(jì)算后蓋板質(zhì)量如下：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇凸緣聯(lián)軸器型號(hào)為GYD6(GB584386)重量，公稱轉(zhuǎn)矩為。　 式中：——徑向力；——揚(yáng)程；——葉輪出口直徑；——葉輪出口寬度（包括兩蓋板厚度）；——液體重度,水的重度為——徑向力系數(shù)，由下式確定。徑向力系數(shù)計(jì)算公式如下：式中：——設(shè)計(jì)流量；——實(shí)際流量。經(jīng)計(jì)算 葉輪半徑，最大半徑上的不平衡重量。彈性塊聯(lián)軸器是標(biāo)準(zhǔn)件，可認(rèn)為是靜平衡的。葉輪不平衡重量所產(chǎn)生的離心力為：（2）軸傳遞的扭矩式中：——配套功率； ——泵的轉(zhuǎn)速；式中：——工況變化系數(shù)，此次設(shè)計(jì)取。（3）軸向力（向左）的計(jì)算計(jì)算軸向力時(shí)，可按如下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行：其中 帶入得：(向右)的計(jì)算 式中： ；則：總的軸向力，方向向左。2．軸不同斷面上的扭矩、彎矩、軸向力的計(jì)算 。圖53 泵軸的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)，將泵軸簡(jiǎn)化為一簡(jiǎn)支梁，并考慮其最危險(xiǎn)情況，降所有力移至左右兩端。計(jì)算出。作出泵軸不同斷面上的扭矩圖、彎矩圖、剪力圖，如圖53所示。3．強(qiáng)度校核 由圖53可看出，最危險(xiǎn)斷面是泵軸的B斷面，即靠近葉輪的軸承所在斷面。式中：——彎曲應(yīng)力；——所計(jì)算斷面的彎矩；——抗彎截面系數(shù)。對(duì)于無(wú)鍵槽的實(shí)心軸,可用下式計(jì)算：式中：——軸的直徑。即 得：式中： ——拉應(yīng)力；——所計(jì)算斷面的軸向力；——所計(jì)算斷面的面積。式中：——切應(yīng)力；——所計(jì)算斷面的扭矩；——所計(jì)算斷面的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)。對(duì)于無(wú)鍵槽的實(shí)心軸：按第四強(qiáng)度理論，折算應(yīng)力為： 軸材料的安全系數(shù)為：式中：——軸材料的屈服極限；——軸材料的許用安全系數(shù)。軸材料為45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得: 則，查得。安全系數(shù) 則該泵軸滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)也滿足疲勞強(qiáng)度要求，是安全的。在泵中一般采用普通平鍵連接，在軸頸尺寸確定后，如果按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇鍵，則不需要進(jìn)行校核，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)件，必須進(jìn)行校核，為了穩(wěn)妥起見(jiàn)，這里對(duì)聯(lián)軸器處的鍵都進(jìn)行校核。普通平鍵屬于靜連接，主要失效形式有兩種：鍵在所傳遞的扭矩作用下，由于剪應(yīng)力和工作面上的擠壓應(yīng)力的作用，鍵被剪斷或者工作面被壓壞?！÷?lián)軸器處鍵的強(qiáng)度校核聯(lián)軸器處鍵的尺寸為,鍵材料采用45號(hào)鋼，其許用切應(yīng)力和許用擠壓應(yīng)力分別是： ； （1）切應(yīng)力校核式中: ——傳遞的扭矩，； 　——鍵的長(zhǎng)度，；——鍵的寬度, ； ——軸的直徑, 。由上可見(jiàn)，即該處的鍵滿足切應(yīng)力要求。（2）擠壓應(yīng)力校核式中: ——傳遞的扭矩，；——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，為鍵的高度，；——鍵的長(zhǎng)度，；——軸的直徑, 。由上可以看出，即該處的鍵滿足強(qiáng)度要求。 　軸向力的計(jì)算泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)子上作用的軸向力，產(chǎn)生軸向力的原因有很多，主要是液流作用在葉輪上的力不平衡引起的。葉輪前后蓋板不對(duì)稱，前蓋板在吸入眼部分沒(méi)有蓋板，另一方面，葉輪前后蓋板像轉(zhuǎn)盤(pán)一樣帶動(dòng)前后腔內(nèi)液體旋轉(zhuǎn)，前后蓋板側(cè)腔內(nèi)的液體壓力按照拋物線規(guī)律分布，且口環(huán)以上部分呈軸對(duì)稱分布，作用在后蓋板上的壓力，除口環(huán)以上部分與前蓋板對(duì)稱作用的壓力相抵消外，口環(huán)下部壓力減去吸入壓力所余壓力即為軸向力A，方向指向葉輪入口。軸向力可按下式計(jì)算：式中葉輪進(jìn)口半徑；水的重度（）；水的密度（）軸的旋轉(zhuǎn)角速度水泵勢(shì)揚(yáng)程。、　徑向力的計(jì)算計(jì)算公式為： （其中?。┦街小~輪直徑；——包括蓋板的葉輪出口寬度。對(duì)螺旋型壓水室的泵來(lái)說(shuō)，當(dāng)水泵關(guān)死揚(yáng)程時(shí)，即流量時(shí)徑向力最大。則最大徑向力：　軸承壽命的計(jì)算由于水泵轉(zhuǎn)速較高，且同時(shí)受軸向力和徑向力，所以本次設(shè)計(jì)采用深溝球軸承，它的作用是支持旋轉(zhuǎn)及承受軸上的載荷，代號(hào)為6309。該軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力。軸承壽命計(jì)算：基本額定壽命：按一組軸承中的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以轉(zhuǎn)為單位）或工作小時(shí)數(shù)作為軸承基本額定壽命?；绢~定動(dòng)載荷：就是使軸承的基本額定壽命恰好為轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值,用表示,單位牛,一個(gè)型號(hào)的軸承有也只有一個(gè)基本額定動(dòng)載荷。深溝球軸承壽命的計(jì)算公式:式中 ——軸承工作轉(zhuǎn)速，；——軸承基本額定動(dòng)載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，,基本額定靜載荷（GB/T 2761994）；——軸承工作時(shí)當(dāng)量動(dòng)載荷，；——軸承壽命，小時(shí)；——球軸承為。深溝球軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的求解過(guò)程：（1）確定軸承承受的徑向載荷，軸向載荷圖55 軸承受力圖由軸承受力圖有：①　 ②已知，于是得到。由軸的結(jié)構(gòu)及軸向力的方向可知，全部軸向力全部由靠近葉輪的那一個(gè)軸承承擔(dān)，即所受的軸向力為，根據(jù)分析可知，靠近葉輪的那一個(gè)軸承受的軸向力和徑向力都比離葉輪遠(yuǎn)的那個(gè)軸承大，所以離葉輪較近的那個(gè)軸承更容易被破壞，即只需校核離葉輪近的軸承壽命。（2）計(jì)算，考查它與的關(guān)系，查表得。（3）計(jì)算，由此判定系數(shù)，用線性插值法求出值。，查表知介于之間，對(duì)應(yīng)的值為，值為。 表51 徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y軸承類型相對(duì)軸向載荷判斷系數(shù)名稱代號(hào)XYXY深溝球軸承6000010（4），為載荷系數(shù)，水泵取計(jì)算得：（5）小時(shí)使用壽命時(shí)間超過(guò)一萬(wàn)小時(shí)，符合要求，因此軸承選擇是合理的。6結(jié)論此次設(shè)計(jì)完成了一單級(jí)單吸離心泵的設(shè)計(jì)，包括葉輪、蝸殼的水力設(shè)計(jì)和繪制泵的裝配圖、零件圖以及部分零件校核。其中水力設(shè)計(jì)和零件校核部分，很多數(shù)據(jù)都采用編制公式進(jìn)行計(jì)算。在精算葉輪出口直徑時(shí)，采用逐次逼近法計(jì)算，裝配圖和零件圖的繪制參考了實(shí)物，其中螺紋連接、軸承等都采用標(biāo)準(zhǔn)件繪制。從對(duì)繪制裝配圖的不熟悉程度可以知道，由于很少接觸實(shí)物，缺少空間想象力，因此以后應(yīng)該更加重視實(shí)踐，增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力?？偨Y(jié)與體會(huì)為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，通過(guò)這次系統(tǒng)、完整的水泵畢業(yè)設(shè)計(jì)，我受益匪淺。通過(guò)這次單吸泵的水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我初步接觸到了設(shè)計(jì)一臺(tái)泵的基本過(guò)程。從本次設(shè)計(jì)結(jié)果可以看出，該單級(jí)單吸離心泵的汽蝕性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、效率都基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。從基礎(chǔ)的水力設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、汽蝕、效率估算等，完成了一個(gè)專業(yè)泵的產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)過(guò)程。此次設(shè)計(jì)把以前的機(jī)械設(shè)計(jì)和專業(yè)課程設(shè)計(jì)很好地聯(lián)系起來(lái)，讓我們知道了一個(gè)個(gè)單一的零部件怎樣組裝成一個(gè)整體，對(duì)水泵結(jié)構(gòu)更加清楚。這次設(shè)計(jì)很好的鍛煉了自己，并使自己對(duì)本專業(yè)的知識(shí)又加深了一步，也培養(yǎng)了自己獨(dú)立工作的能力，對(duì)我以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)本專業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)中，需要查閱很多資料，包括對(duì)優(yōu)秀成果的借鑒和一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這就需要我們即時(shí)了解本行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展的新動(dòng)態(tài)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也暴露了自己的一些缺點(diǎn)，比如對(duì)知識(shí)掌握不全面、理解不透徹等，碰到很多困難，因此加強(qiáng)自學(xué)能力，多向老師和同學(xué)請(qǐng)教也是很重要的。大家在設(shè)計(jì)過(guò)程中互相學(xué)習(xí)和探討，也大大提高了工作效率。謝 詞本次設(shè)計(jì)的順利完成，要特別感謝符杰老師的耐心指導(dǎo)和悉心講解，以及學(xué)院各位老師對(duì)我本次設(shè)計(jì)無(wú)私的幫助，在此表示真誠(chéng)的感謝。此外，還要感謝專業(yè)的很多同學(xué)，在這個(gè)設(shè)計(jì)中所給予的幫忙。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：宇航出版社，1995[2] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011[3] [M].蘭州：甘肅工業(yè)大學(xué)出版社，1981[4] [M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2005[5] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[6] (上、下冊(cè)) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [7] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[8] [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2004(3)：6567[9] [J].(2):4851 [10] [J].水泵技術(shù)，1994(3):36[11] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1993[12] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1974[13] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987[14] Lobanoff Centrifugal pumps design amp。 application[M]. 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