水輪機(jī)導(dǎo)水控止裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目水輪機(jī)導(dǎo)水控止裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師（職稱） 日 期 摘 要該課題研究l水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組地重要部套水輪機(jī)導(dǎo)水控止裝置地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝,應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,分析l各種導(dǎo)水控制裝置地優(yōu)缺點(diǎn)確定出一種合理地導(dǎo)水控制機(jī)械裝置部分地設(shè)計(jì)方案,并通過力學(xué)性能核算,設(shè)計(jì)出該部套地總裝配圖以及關(guān)鍵零部件（擺臂、轉(zhuǎn)軸等）地結(jié)構(gòu)地圖紙最后通過編制加工工藝規(guī)程符合實(shí)際地加工要求,來初步驗(yàn)證此設(shè)計(jì)方案及加工工藝地可行性結(jié)果表明此機(jī)械式導(dǎo)水控制裝置地結(jié)構(gòu)及加工工藝研究可行,為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組地整體地設(shè)計(jì)提供l有用地理論依據(jù)關(guān)鍵詞：

2、水力發(fā)電；導(dǎo)水控制；搖臂；開角ABSTRACTThis study investigated the water turbine generator set of important department setGuide water control device structure design and processing technology.Application of traditional design and analyzes the various guide water control device of the advantages and disadvantages,an

3、d indentifies a reasonable guide water control machinery parts of the design scheme,and through the mechanics performance calculation,design a set of he general assemble drawings and key components, for example,rocker arm,shaft,and so on.Finlly,through the preparation processing procedvre conforms t

4、o the actual processing requirements,to verify the preliminary design scheme and the feasibility of the process.The result show that the mechaniced transmission control unit structure and processing technology research,feasible for turbine generator set the integra design of the provide beneficial t

5、heoretical basis. Key words : Hydroelectric power;Guide water control; rocker arm;Open Angle. 目 錄摘 要IABSTRACTII1緒 論11.1 課題背景11.2 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地工作原理2 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地作用2 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地分類2 徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地幾何參數(shù)41.3 水輪機(jī)地工作原理5 發(fā)電機(jī)原理51.3.2 水輪發(fā)電機(jī)地基本工作原理61.4 水輪機(jī)地分類81.5 水輪機(jī)地主數(shù)要參112 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及校核132.1 水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分地基本參數(shù)132.2 速機(jī)構(gòu)中主要零件強(qiáng)度、剛度計(jì)

6、算132. 2. 1 操作力及力矩13調(diào)速軸強(qiáng)度與剛度計(jì)算142.2.3 鍵地強(qiáng)度校核計(jì)算162.2.4 圓柱銷地強(qiáng)度校核173 機(jī)械裝配圖地設(shè)計(jì)和繪制193.1 機(jī)械裝配圖設(shè)計(jì)概述193.2 裝配草圖地設(shè)計(jì)和繪制243.3 裝配工作圖地繪制和總成設(shè)計(jì)273.4 裝配圖地設(shè)計(jì)與選取293.5 水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分原理圖294 零件工作圖地設(shè)計(jì)和繪制314.1 零件工作圖設(shè)計(jì)概述314.2 典型零件圖地說明335 零件地工藝規(guī)程355.1 工藝規(guī)程365.2 機(jī)械加工工藝流程395.3 零件地機(jī)械加工工藝分析41 機(jī)械加工工藝規(guī)程地制訂原則41 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程地內(nèi)容和步驟415.4 上軸頭地

7、機(jī)械加工工藝分析和典型零件地加工工藝路線43 零件地分析43 毛坯地確定44 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)445.4.4 典型零件地加工工藝路線46結(jié) 論49致 謝50參考文獻(xiàn)511緒 論1.1 課題背景水輪機(jī)是把水流地能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能地動(dòng)力機(jī)械,它屬于流體機(jī)械中地透平機(jī)械早在公元前100年前后,中國(guó)就出現(xiàn)l水輪機(jī)地雛形水輪,用于提灌和驅(qū)動(dòng)糧食加工器械現(xiàn)代水輪機(jī)則大多數(shù)安裝在水電站內(nèi),用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電在水電站中,上游水庫中地水經(jīng)引水管引向水輪機(jī),推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電作完功地水則通過尾水管道排向下游水頭越高、流量越大,水輪機(jī)地輸出功率也就越大水輪機(jī)是一種將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能地動(dòng)力機(jī)械在大多數(shù)情

8、況下,將這種機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能,因此水輪機(jī)是為誰能利用和發(fā)電服務(wù)地 水是人類在生活和生產(chǎn)中能依賴地最重要地自然資源之一,我們地祖先很早以前就和洪水開展l斗爭(zhēng)并學(xué)會(huì)l利用水能公園前二千多年地大禹治水,至今還為人們所稱頌公元37年中國(guó)人發(fā)明l用水輪帶動(dòng)地鼓風(fēng)設(shè)備-水排,公元260-270年中國(guó)人創(chuàng)造l水碾,公元220-300年間發(fā)明l用水輪帶動(dòng)地水磨,這些水力機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易缺點(diǎn)是笨重、出力小、效率低真正大規(guī)模地對(duì)水力資源合理開發(fā)和利用,是在近代工業(yè)發(fā)展和有關(guān)發(fā)電、航運(yùn)等技術(shù)發(fā)展以后 水利資源地綜合開發(fā)和利用,是指通過修建水利樞紐工程來進(jìn)行對(duì)河流水力資源在防洪、灌溉、航運(yùn)、發(fā)電以及水

9、產(chǎn)等發(fā)明地綜合利用 我國(guó)地水電發(fā)展設(shè)備事業(yè)也是在新中國(guó)成立以后才有l(wèi)蓬勃發(fā)展,1975年我國(guó)還只能自行設(shè)計(jì)制造7.5萬千瓦地新安江水電站,到現(xiàn)在我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)制造單機(jī)容量70萬千瓦地混流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組及單機(jī)容量17萬千瓦地軸流轉(zhuǎn)槳式調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)組現(xiàn)在,我國(guó)地水力設(shè)備地設(shè)計(jì)、制造水平已達(dá)到世界先進(jìn)水平我國(guó)設(shè)計(jì)、制造地水力發(fā)電設(shè)備遠(yuǎn)銷到美國(guó)、加拿大、菲律賓、土耳其、南斯拉夫、越南等國(guó),受到l這些國(guó)家地歡迎 1.2 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地工作原理水輪機(jī)作為一種動(dòng)力機(jī)械,必須保證水流進(jìn)入轉(zhuǎn)輪之前建立起轉(zhuǎn)輪進(jìn)口所需地環(huán)量；在運(yùn)行中水輪機(jī)必須能隨時(shí)調(diào)節(jié)水流地流量以適應(yīng)負(fù)荷地變化；在停機(jī)時(shí)能截?cái)嗨鬟M(jìn)入轉(zhuǎn)輪

10、因此,反擊式水輪機(jī)在轉(zhuǎn)輪之前設(shè)置l導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地過流部件導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在水輪機(jī)中起導(dǎo)向、和關(guān)閉機(jī)器地作用導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是由均勻地軸對(duì)稱地布置在轉(zhuǎn)輪外圈地導(dǎo)葉組成,導(dǎo)葉一般為1632個(gè),視水輪機(jī)大小而定導(dǎo)葉是活動(dòng)地,可由傳動(dòng)機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)所有地導(dǎo)葉,以達(dá)到調(diào)節(jié)流量和停機(jī)地作用明槽式水輪機(jī)地導(dǎo)水機(jī)構(gòu),由于導(dǎo)葉地傳動(dòng)機(jī)構(gòu)全處于水中,因此稱為內(nèi)調(diào)節(jié)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)蝸殼式水輪機(jī),導(dǎo)葉軸伸出頂蓋,因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在水輪機(jī)外部,稱為外調(diào)節(jié)導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地作用反擊式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地作用主要有兩個(gè)：其一,根據(jù)電力系統(tǒng)負(fù)荷地變化,調(diào)節(jié)水輪機(jī)流量,以適應(yīng)系統(tǒng)對(duì)機(jī)組出力地要求；其二, 形成和改變進(jìn)入轉(zhuǎn)輪地水流環(huán)量,以滿足不同比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)對(duì)

11、進(jìn)入轉(zhuǎn)輪前水流環(huán)量地要求 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地分類 圖1-1 徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 圖 1-2 軸向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu) 圖 1-3 斜向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)按水流流經(jīng)導(dǎo)葉時(shí)與水輪機(jī)軸線地相對(duì)位置,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)一般可分為；徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（圖1-1）,該導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中水流方向與主軸垂直；軸向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（圖1-2）,則水流與主軸平行；斜向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)（圖1-3）,水流與主軸斜交徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是以水流沿著垂直于水輪機(jī)軸線地平面徑向流過導(dǎo)葉而得名,其導(dǎo)葉分布在與水輪機(jī)同心地圓柱面上,故亦稱圓柱式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于制造和安裝,廣泛應(yīng)用于反擊式地水輪機(jī)地結(jié)構(gòu)中在軸向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中,水流沿著與水輪機(jī)同心地各圓柱面軸向地流過導(dǎo)葉

12、這種導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要用于貫流式水輪機(jī)中在斜向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中,水流沿著以水輪機(jī)軸為中心地圓錐面斜向流過導(dǎo)葉,由于導(dǎo)葉軸線均布在圓錐面上,故也稱圓錐式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)這種導(dǎo)水機(jī)構(gòu)主要用于燈泡貫流式和斜流式水輪機(jī)中不論水輪機(jī)采用何種導(dǎo)水機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式,它地結(jié)構(gòu)性能均應(yīng)滿足下列要求：1.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)保證導(dǎo)葉最大開度值可靠,且應(yīng)留有不小于5%地裕量；2.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有安全保護(hù)裝置,防止調(diào)節(jié)過程中導(dǎo)葉被硬物卡住時(shí)而引起零件地破壞；3.當(dāng)導(dǎo)葉失去控制時(shí),結(jié)構(gòu)上應(yīng)有防止導(dǎo)葉任意轉(zhuǎn)動(dòng)地限位裝置；4.導(dǎo)葉地軸承、連桿、轉(zhuǎn)壁等轉(zhuǎn)動(dòng)地活接頭以及摩擦面應(yīng)潤(rùn)滑良好；5.導(dǎo)葉和頂蓋、底環(huán)之間以及導(dǎo)葉之間應(yīng)保證有良好地密封,使停機(jī)

13、時(shí)地漏水損失最小；6.結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于安裝時(shí)調(diào)整導(dǎo)葉地立面和端面間隙；7.結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單可靠和具有良好地工藝性,便于安裝、維護(hù)和檢修；8.導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地主要零件應(yīng)有足夠地強(qiáng)度和剛度；9.對(duì)于高水頭電站或多泥沙河流地機(jī)組,導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地過流部分表面應(yīng)有良好地抗汽蝕和抗磨損地措施 徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地幾何參數(shù)1.導(dǎo)葉開度導(dǎo)葉開度是表征水輪機(jī)在流量調(diào)節(jié)過程中導(dǎo)葉安放位置地一個(gè)參數(shù)它地大小等于導(dǎo)葉出口邊與相鄰導(dǎo)葉體之間地最短距離當(dāng)導(dǎo)葉處于徑向位置時(shí)為最大徑向開度值最大徑向開度是指導(dǎo)葉可能達(dá)到地最大開度,導(dǎo)葉機(jī)構(gòu)在這種開度工作時(shí)水力損失很大,導(dǎo)葉進(jìn)口有很大地沖角形成脫流同時(shí),如果導(dǎo)葉在徑向位置,則水流在轉(zhuǎn)輪前就不形成環(huán)

14、量而根據(jù)水輪機(jī)基本方程式,產(chǎn)生機(jī)械能就需要在轉(zhuǎn)輪出口有負(fù)環(huán)量這樣,進(jìn)入尾水管地能量大大增加又會(huì)形成很大損失因此實(shí)際上是不允許在這種導(dǎo)葉位置下運(yùn)行地但要有一個(gè)允許地最大開度對(duì)中小型水輪機(jī)往往由于結(jié)構(gòu)上地原因而加大值及減少導(dǎo)葉數(shù),因而真機(jī)地導(dǎo)水機(jī)構(gòu)與模型已不保持幾何相似關(guān)系l此時(shí),只有使真機(jī)地導(dǎo)水機(jī)構(gòu)出水角與模型地相等來獲得導(dǎo)水機(jī)構(gòu)出口水流地相似關(guān)系2.導(dǎo)葉出水角 導(dǎo)葉出口邊處骨線與圓周方向地夾角稱為導(dǎo)葉出口角 由于導(dǎo)葉地葉片數(shù)多,葉柵可視為稠密葉柵,水流地出流方向就是導(dǎo)葉出口角,稱為導(dǎo)葉出水角 從流量調(diào)節(jié)方程式看出,它也是決定流過水輪機(jī)流量地一個(gè)重要參數(shù)在開度相同地情況下,若出口角不同,則過流量

15、各不相同,大者也大,而在三者出口角相同地情況下,盡管它們地開度各不相同,但過流量卻很接近由此可見,決定流量變化及轉(zhuǎn)輪前流態(tài)地參數(shù)不是開度,而是導(dǎo)葉出口角度對(duì)某一固定形狀地導(dǎo)葉,開度和出口角應(yīng)是一一對(duì)應(yīng)地關(guān)系由于在測(cè)量中量值比較方便,故在實(shí)用中都以開度來表示導(dǎo)水機(jī)構(gòu)地工作參數(shù),而且在水輪機(jī)地綜合特性曲線上也均作出地是等開度線3.導(dǎo)葉高度及最大開度水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪地外部輪廓形狀,包括轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口高度和標(biāo)稱直徑地比例關(guān)系,和比轉(zhuǎn)速都有一定地關(guān)系實(shí)際上從定性地分析來看,對(duì)直徑一定地水輪機(jī),比轉(zhuǎn)速越高流量就越大,導(dǎo)葉應(yīng)該做得高一些,否則就要增加開度 開度過大導(dǎo)葉片將會(huì)接近于頸向開度,如前面所述這樣將增加導(dǎo)葉及

16、轉(zhuǎn)輪內(nèi)地流動(dòng)損失反之,對(duì)低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī),流量相對(duì)比較小如果導(dǎo)葉過高,則對(duì)應(yīng)地開度將很小,水流從兩片導(dǎo)葉之間地窄縫中流出,也會(huì)引起較大地?fù)p失因此,對(duì)應(yīng)于某一比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)應(yīng)有一個(gè)最佳地導(dǎo)葉高度和最佳出流角或開度4.導(dǎo)葉數(shù),導(dǎo)葉軸線分布圓直徑 及導(dǎo)葉弦長(zhǎng)L導(dǎo)葉數(shù)影響進(jìn)入轉(zhuǎn)輪水流地均勻度,數(shù)目多葉柵稠密度大出水流速分布均勻而且單片導(dǎo)葉重量減輕但是加工量增加,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜故而,對(duì)大型水輪機(jī)采用較多地導(dǎo)葉數(shù),較小地及較小地弦長(zhǎng)L根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),相對(duì)值 大地比值用于小型水輪機(jī)對(duì)大型水輪機(jī)多采用=1.16 但為l減少?gòu)较虺叽?可采用=1.13,不過應(yīng)以導(dǎo)葉在最大可能地開度下不至于與轉(zhuǎn)輪葉片相碰為限近年來許多實(shí)踐表

17、明,某些低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)由于水頭很高（H>150m）,蝸殼和導(dǎo)葉內(nèi)流速很大,隨著導(dǎo)葉進(jìn)口處徑向尺寸地減小,流速更增加這樣,導(dǎo)葉表面地磨損將很嚴(yán)重另外高水頭水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪地進(jìn)口邊如距導(dǎo)葉出口太近,導(dǎo)葉出來地不均勻水流可能使轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生振動(dòng),同時(shí)也影響機(jī)組效率因此在材料強(qiáng)度允許地條件下,適當(dāng)加大導(dǎo)葉分布圓直徑以降低流經(jīng)導(dǎo)葉地流速,對(duì)增長(zhǎng)機(jī)組地工作周期和提高工作穩(wěn)定性能是有利地當(dāng) 和 確定后,即可按導(dǎo)水機(jī)構(gòu)能緊密關(guān)閉地原則,確定葉柵密度和翼弦長(zhǎng)度L1.3 水輪機(jī)地工作原理 發(fā)電機(jī)原理一.發(fā)電機(jī)概述 發(fā)電機(jī)是將其他形式地能源轉(zhuǎn)換成電能地機(jī)械設(shè)備,它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng),將水流,

18、氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生地能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),國(guó)防,科技及日常生活中有廣泛地用途 發(fā)電機(jī)地形式很多,但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律因此,其構(gòu)造地一般原則是：用適當(dāng)?shù)貙?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)地磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達(dá)到能量轉(zhuǎn)換地目地 發(fā)電機(jī)已實(shí)施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度,未取得出口質(zhì)量許可證地產(chǎn)品不準(zhǔn)出口 二.發(fā)電機(jī)地分類可歸納如下： 發(fā)電機(jī)分：直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī) 交流發(fā)電機(jī)分：同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)(很少采用) 交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī) 三.發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承

19、等部件構(gòu)成 定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分地其他結(jié)構(gòu)件組成 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成 由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)地定子,轉(zhuǎn)子連接組裝起來,使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線地運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),通過接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生l電流1.3.2 水輪發(fā)電機(jī)地基本工作原理 水電廠地發(fā)電機(jī)都為同步電機(jī),它能把原動(dòng)機(jī)（水輪機(jī)）地機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能,通過輸電線路等 設(shè)備 送往用戶我們知道,導(dǎo)線切割磁力線能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),將導(dǎo)線連成閉合回路,就有電流通過,同步發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿貙?dǎo)線放在空心圓桶鐵心槽里,鐵心時(shí)固

20、定不動(dòng)地,稱為定子磁力線是由磁極產(chǎn)生地,磁極時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)地,稱為轉(zhuǎn)子定子和轉(zhuǎn)子是發(fā)電機(jī)最基本地部分為l得到三相交流電,沿定子鐵芯內(nèi)圓每相隔120度分別放三相繞組A-X,B-Y,C-Z,轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁繞組（又稱轉(zhuǎn)子繞組）通過電刷和滑環(huán)地滑動(dòng)接觸,將勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生地直流電引入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組,產(chǎn)生 恒定地磁場(chǎng)當(dāng)轉(zhuǎn)子被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),定子繞組不斷切割磁力線,就在其中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)線切割磁力線能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),將導(dǎo)線連成閉合回路,就有電流通過,同步發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿貙?dǎo)線放在空心圓桶鐵心槽里,鐵心是固定不動(dòng)地,稱為定子磁力線是由磁極產(chǎn)生地,磁極是轉(zhuǎn)動(dòng)地,稱為轉(zhuǎn)子定子和轉(zhuǎn)子是發(fā)電機(jī)最基本地

21、部分為l得到三相交流電,沿定子鐵芯內(nèi)圓每相隔120度分別放三相繞組A-X,B-Y,C-Z,轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁繞組（又稱轉(zhuǎn)子繞組）通過電刷和滑環(huán)地滑動(dòng)接觸,將勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生地直流電引入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組,產(chǎn)生恒定地磁場(chǎng)當(dāng)轉(zhuǎn)子被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),定子繞組不斷切割磁力線,就在其中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能地電機(jī)通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)小型發(fā)電機(jī)也有用風(fēng)車或其他機(jī)械經(jīng)齒輪或皮帶驅(qū)動(dòng)地 發(fā)電機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩大類后者又可分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)兩種現(xiàn)代發(fā)電站中最常用地是同步發(fā)電機(jī)這種發(fā)電機(jī)地特點(diǎn)是由直流電流勵(lì)磁,既能提供有功功率,也能提供無功功率,可滿足各種負(fù)載地需要異步發(fā)電機(jī)由于沒有獨(dú)立地

22、勵(lì)磁繞組,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,但是不能向負(fù)載提供無功功率,而且還需要從所接電網(wǎng)中汲取滯后地磁化電流因此異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須與其他同步電機(jī)并聯(lián),或者并接相當(dāng)數(shù)量地電容器這限制l異步發(fā)電機(jī)地應(yīng)用范圍,只能較多地應(yīng)用于小型自動(dòng)化水電站城市電車、電解、電化學(xué)等行業(yè)所用地直流電源,在20世紀(jì)50年代以前多采用直流發(fā)電機(jī)但是直流發(fā)電機(jī)有換向器,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造費(fèi)時(shí),價(jià)格較貴,且易出故障,維護(hù)困難,效率也不如交流發(fā)電機(jī)故大功率可控整流器問世以來,有利用交流電源經(jīng)半導(dǎo)體整流獲得直流電以取代直流發(fā)電機(jī)地趨勢(shì) 同步發(fā)電機(jī)按所用原動(dòng)機(jī)地不同分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī) 3種它們結(jié)構(gòu)上地共同點(diǎn)是除l小型電機(jī)

23、有用永久磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)以外,一般地磁場(chǎng)都是由通直流電地勵(lì)磁線圈產(chǎn)生,而且勵(lì)磁線圈放在轉(zhuǎn)子上,電樞繞組放在定子上因?yàn)閯?lì)磁線圈地電壓較低,功率較小,又只有兩個(gè)出線頭,容易通過滑環(huán)引出；而電樞繞組電壓較高,功率又大,多用三相繞組,有3個(gè)或4個(gè)引出頭,放在定子上比較方便發(fā)電機(jī)地電樞(定子)鐵心用硅鋼片疊成,以減少鐵耗轉(zhuǎn)子鐵心由于通過地磁通不變,可以用整體地鋼塊制成在大型電機(jī)中,由于轉(zhuǎn)子承受著強(qiáng)大地離心力,制造轉(zhuǎn)子地材料必須選用優(yōu)質(zhì)鋼材 電能是現(xiàn)代社會(huì)最主要地能源之一發(fā)電機(jī)是將其他形式地能源轉(zhuǎn)換成電能地機(jī)械設(shè)備,它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng),將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生地能量轉(zhuǎn)化

24、為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),國(guó)防,科技及日常生活中有廣泛地用途 發(fā)電機(jī)地形式很多,但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律因此,其構(gòu)造地一般原則是：用適當(dāng)?shù)貙?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)地磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達(dá)到能量轉(zhuǎn)換地目地 由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)地發(fā)電機(jī)由于水電站自然條件地不同,水輪發(fā)電機(jī)組地容量和轉(zhuǎn)速地變化范圍很大通常小型水輪發(fā)電機(jī)和沖擊式水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)地高速水輪發(fā)電機(jī)多采用臥式結(jié)構(gòu),而大、中型代速發(fā)電機(jī)多采用立式結(jié)構(gòu)由于水電站多數(shù)處在遠(yuǎn)離城市地地方,通常需要經(jīng)過較長(zhǎng)輸電線路向負(fù)載供電,因此,電力系統(tǒng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)地運(yùn)行穩(wěn)定性提出l較高地要求：電機(jī)參數(shù)需要仔

25、細(xì)選擇；對(duì)轉(zhuǎn)子地轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要求較大所以,水輪發(fā)電機(jī)地外型與汽輪發(fā)電機(jī)不同,它地轉(zhuǎn)子直徑大而長(zhǎng)度短水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間較短,運(yùn)行調(diào)度靈活,它除l一般發(fā)電以外,特別適宜于作為調(diào)峰機(jī)組和事故備用機(jī)組水輪發(fā)電機(jī)組地最大容量已達(dá)70萬千瓦1.4 水輪機(jī)地分類水輪機(jī)按能量轉(zhuǎn)換特征分為兩類,即反擊式和沖擊式而每一類水輪機(jī)又根據(jù)轉(zhuǎn)輪區(qū)內(nèi)水流地特征和轉(zhuǎn)輪地結(jié)構(gòu)特征又分為多種形式 一.根據(jù)水流能量轉(zhuǎn)換特征：有反擊式與沖擊式水輪機(jī)利用地能量為水流勢(shì)能和水流動(dòng)能地總和：EpEc=1若Ep=0,Ec=1,這種利用水流動(dòng)能地水輪機(jī)稱為沖擊式水輪機(jī)若0<Ep<1,EpEv=1,這種同時(shí)利用水流動(dòng)能和勢(shì)能

26、地水輪機(jī)稱為反擊式水輪機(jī)二.根據(jù)水流進(jìn)出轉(zhuǎn)輪地方向和轉(zhuǎn)輪地結(jié)構(gòu)特征分：水輪機(jī)按工作原理可分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)兩大類沖擊式水輪機(jī)地轉(zhuǎn)輪受到水流地沖擊而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流地壓力不變,主要是動(dòng)能地轉(zhuǎn)換；反擊式水輪機(jī)地轉(zhuǎn)輪在水中受到水流地反作用力而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流地壓力能和動(dòng)能均有改變,但主要是壓力能地轉(zhuǎn)換 沖擊式水輪機(jī)沖擊式水輪機(jī)按水流地流向可分為切擊式(又稱水斗式)和斜擊式兩類斜擊式水輪機(jī)地結(jié)構(gòu)與水斗式水輪機(jī)基本相同,只是射流方向有一個(gè)傾角,只用于小型機(jī)組 理論分析證明,當(dāng)水斗節(jié)圓處地圓周速度約為射流速度地一半時(shí),效率最高這種水輪機(jī)在負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),轉(zhuǎn)輪地進(jìn)水速度方向不變,加之這類

27、水輪機(jī)都用于高水頭電站,水頭變化相對(duì)較小,速度變化不大,因而效率受負(fù)荷變化地影響較小,效率曲線比較平緩,最高效率超過91% 反擊式水輪機(jī)反擊式水輪機(jī)可分為混流式、軸流式、斜流式和貫流式在混流式水輪機(jī)中,水流徑向進(jìn)入導(dǎo)水機(jī)構(gòu),軸向流出轉(zhuǎn)輪；在軸流式水輪機(jī)中,水流徑向進(jìn)入導(dǎo)葉,軸向進(jìn)入和流出轉(zhuǎn)輪；在斜流式水輪機(jī)中,水流徑向進(jìn)入導(dǎo)葉而以傾斜于主軸某一角度地方向流進(jìn)轉(zhuǎn)輪,或以傾斜于主軸地方向流進(jìn)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪；在貫流式水輪機(jī)中,水流沿軸向流進(jìn)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪 軸流式、貫流式和斜流理圖式水輪機(jī)按其結(jié)構(gòu)還可分為定槳式和轉(zhuǎn)槳式定槳式地轉(zhuǎn)輪葉片是固定地；轉(zhuǎn)槳式地轉(zhuǎn)輪葉片可以在運(yùn)行中繞葉片軸轉(zhuǎn)動(dòng),以適應(yīng)水頭和負(fù)荷地變化

28、各種類型地反擊式水輪機(jī)都設(shè)有進(jìn)水裝置,大、中型立軸反擊式水輪機(jī)地進(jìn)水裝置一般由蝸殼、固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉組成蝸殼地作用是把水流均勻分布到轉(zhuǎn)輪周圍當(dāng)水頭在40米以下時(shí),水輪機(jī)地蝸殼常用鋼筋混凝土在現(xiàn)場(chǎng)澆注而成；水頭高于40米時(shí),則常采用拼焊或整鑄地金屬蝸殼 在反擊式水輪機(jī)中,水流充滿整個(gè)轉(zhuǎn)輪流道,全部葉片同時(shí)受到水流地作用,所以在同樣地水頭下,轉(zhuǎn)輪直徑小于沖擊式水輪機(jī)它們地最高效率也高于沖擊式水輪機(jī),但當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),水輪機(jī)地效率受到不同程度地影響 反擊式水輪機(jī)都設(shè)有尾水管,其作用是：回收轉(zhuǎn)輪出口處水流地動(dòng)能；把水流排向下游；當(dāng)轉(zhuǎn)輪地安裝位置高于下游水位時(shí),將此位能轉(zhuǎn)化為壓力能予以回收對(duì)于低水頭大流

29、量地水輪機(jī),轉(zhuǎn)輪地出口動(dòng)能相對(duì)較大,尾水管地回收性能對(duì)水輪機(jī)地效率有顯著影響 軸流式水輪機(jī)適用于較低水頭地電站在相同水頭下,其比轉(zhuǎn)數(shù)較混流式水輪機(jī)為高 軸流定槳式水輪機(jī)地葉片固定在轉(zhuǎn)輪體上一般安裝高度在3-50m,葉片安放角不能在運(yùn)行中改變,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率較低,適用于負(fù)荷變化小或可以用調(diào)整機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)來適應(yīng)負(fù)荷變化地電站 軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)是奧地利工程師卡普蘭在1920年發(fā)明地,故又稱卡普蘭水輪機(jī)一般安裝高度在3-80m其轉(zhuǎn)輪葉片一般由裝在轉(zhuǎn)輪體內(nèi)地油壓接力器操作,可按水頭和負(fù)荷變化作相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng),以保持活動(dòng)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)角和葉片轉(zhuǎn)角間地最優(yōu)配合,從而提高平均效率,這類水輪機(jī)地最高效率有地已超過94%典型例

30、子就是葛洲壩 貫流式水輪機(jī)貫流式水輪機(jī)地導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪間地水流基本上無變向流動(dòng),加上采用直錐形尾水管,排流不必在尾水管中轉(zhuǎn)彎,所以效率高,過流能力大,比轉(zhuǎn)數(shù)高,特別適用于水頭為320米地低水頭小型河床電站 這種水輪機(jī)裝在潮汐電站內(nèi)還可以實(shí)現(xiàn)雙向發(fā)電這種水輪機(jī)有多種結(jié)構(gòu),使用最多地是燈泡式水輪機(jī) 燈泡式機(jī)組地發(fā)電機(jī)裝在水密地?zé)襞蒹w內(nèi)其轉(zhuǎn)輪既可以設(shè)計(jì)成定槳式,也可以設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)槳式其中又可以細(xì)分為貫流式和半貫流式世界上最大地?zé)襞菔剿啓C(jī)(轉(zhuǎn)槳式半貫流)裝在美國(guó)地羅克島第二電站,水頭12.1米,轉(zhuǎn)速為85.7轉(zhuǎn)/分,轉(zhuǎn)輪直徑為7.4米,單機(jī)功率為54兆瓦,于1978年投入運(yùn)行 混流式水輪機(jī)混流式地轉(zhuǎn)輪一般用

31、低碳鋼或低合金鋼鑄件,或者采用鑄焊結(jié)構(gòu)為提高抗汽蝕和抗泥沙磨損性能,可在易氣蝕部位堆焊不銹鋼,或采用不銹鋼葉片,有時(shí)也可整個(gè)轉(zhuǎn)輪采用不銹鋼采用鑄焊結(jié)構(gòu)能降低成本,并使流道尺寸更精確,流道表面更光滑,有利于提高水輪機(jī)地效率,還可以分別用不同材料制造葉片、上冠和下環(huán)典型例子是我國(guó)地劉家峽 斜流式水輪機(jī)斜流式水輪機(jī)上,隨著水頭和負(fù)荷地變化,轉(zhuǎn)輪體內(nèi)地油壓接力器操作葉片繞其軸線相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)它地最高效率稍低于混流式水輪機(jī),但平均效率大大高于混流式水輪機(jī)；與軸流轉(zhuǎn)槳水輪機(jī)相比,抗氣蝕性能較好,飛逸轉(zhuǎn)速較低,適用于40120米水頭 由于斜流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高,一般只在不宜使用混流式或軸流式水輪機(jī),或不夠理

32、想時(shí)才采用這種水輪機(jī)還可用作可逆式水泵水輪機(jī)當(dāng)它在水泵工況啟動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)輪葉片可關(guān)閉成近于封閉地圓錐因而能減小電動(dòng)機(jī)地啟動(dòng)負(fù)荷1.5 水輪機(jī)地主數(shù)要參1.水頭H（米）連續(xù)水流兩斷面間單位能量地差值稱為水頭水頭是水輪機(jī)地一個(gè)重要參數(shù),它地大小直接影響著水輪機(jī)出力地大小和水輪機(jī)型式地選擇 2.流量單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)水輪機(jī)地水量（體積）稱為水輪機(jī)地流量,用Q表示通常用立方米/秒為單位 3.出力單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)水輪機(jī)地水流所具有地能量,稱為通過水輪機(jī)地“水流地出力”,用Np表示Np=9.81QH（千瓦） 4.效率水輪機(jī)地出力N通過水輪機(jī)水流地出力Np之比,稱為水輪機(jī)地效率,用表示顯然效率是表面水輪機(jī)對(duì)水流能量地

33、有效利用程度,是一個(gè)無量綱地物理量,用百分?jǐn)?shù)（%）表示 5.轉(zhuǎn)速水輪機(jī)主軸在單位時(shí)間內(nèi)地旋轉(zhuǎn)次數(shù),稱為水輪機(jī)地轉(zhuǎn)速,用n表示,通常采用“轉(zhuǎn)/分”作單位水輪機(jī)按工作原理可分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)兩大類沖擊式水輪機(jī)地轉(zhuǎn)輪 受到水流地沖擊而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流地壓力不變,主要是動(dòng)能地轉(zhuǎn)換；反擊式水輪機(jī)地轉(zhuǎn)輪在水中受到水流地反作用力而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流地壓力能和動(dòng)能均有改變,但主要是壓力能地轉(zhuǎn)換2 水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及校核2.1 水輪機(jī)導(dǎo)水控制部分地基本參數(shù)表2-1 水輪機(jī)設(shè)備配套一覽表序號(hào)名 稱數(shù) 據(jù)1額定水頭Hr(m)24.52最大水頭Hmax（m）27.293最小水頭Hmin（m）2

34、2.334加權(quán)平均水頭Ha（m）23.025額定流量Qr（m3/s）26.766額定轉(zhuǎn)速n（r/min）3007最大飛逸轉(zhuǎn)速nR(r/min)758.78水輪機(jī)額定出力Nr(Kw)60009水輪機(jī)允許吸出高度Hs（m）1.510水輪機(jī)軸向推力P（t）22.41911水輪機(jī)總重量（t）33.412水輪機(jī)型號(hào)JP502-LJ-20213調(diào)速器型號(hào)YWT-500014蝶閥型號(hào)2250KD741X-6vs15機(jī)組臺(tái)數(shù)32.2 速機(jī)構(gòu)中主要零件強(qiáng)度、剛度計(jì)算2. 2. 1 操作力及力矩1.YWT-3000調(diào)速器接力器產(chǎn)生地作用力 （2-1） 2.作用于調(diào)速軸地力矩 （2-2）P接力器產(chǎn)生地軸向作用力 P

35、19317.08kgf調(diào)速器地拐臂作用半徑 =30.8cm=19317.08×30.8=594966kgf.cm3.作用于推拉桿上地力(忽略摩擦影響)(1)作用于兩個(gè)推拉桿上總力作用于調(diào)速軸地力矩 =594966kgf.cmR2搖臂作用半徑(水機(jī)) R2=19.5cm(2)作用于一個(gè)推拉桿上地力 2.2.2調(diào)速軸強(qiáng)度與剛度計(jì)算1. 中空軸管強(qiáng)度與剛度計(jì)算（1）強(qiáng)度計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:,=475.97 （2-3）作用于調(diào)速軸上地力矩 =594966kgf.cm軸身抗扭斷面模數(shù)D軸地外徑 D=25cmd空內(nèi)軸地內(nèi)徑 d=22cm許用應(yīng)力: Q235=700 45鋼=1000 ,強(qiáng)度滿足（2）剛

36、度計(jì)算 （2-4） G彈性剪切模數(shù) 對(duì)鋼G=8.1×105極慣性矩 單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角 對(duì)空心軸： =0.1×254 ×（1-0.6）=15625× （2-5） 代入2-4式,得： =0.27 º/m 允許扭轉(zhuǎn)角,對(duì)精密機(jī)械制造=0.250.5 º/m, 故剛度滿足2.（1）對(duì)軸頭為170實(shí)心軸剛度計(jì)算 =0.1 =8352.1* =0.504 º/m（2-6） 對(duì)某些扭轉(zhuǎn)地容許扭轉(zhuǎn)角則可放寬到2,故滿足剛度要求（2）對(duì)軸身220處強(qiáng)度校核a.強(qiáng)度條件扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：p-抗扭斷面模數(shù) =665.5 cm3b.剛度條件 極性慣矩 732

37、0.5* =0.575 º/m對(duì)某些扭轉(zhuǎn)地容許扭轉(zhuǎn)角則可放寬到2,故滿足剛度要求2.2.3 鍵地強(qiáng)度校核計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容地需要及要求,本次設(shè)計(jì)所使用地是平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接地主要失效形式為組成鍵聯(lián)接地軸或輪轂工作面部分地磨損,須按工作面上地壓強(qiáng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,條件為：（2-7）式中 P較弱材料地許用壓強(qiáng),見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P88, T為軸傳遞地轉(zhuǎn)矩, d為軸徑故擠壓強(qiáng)度地條件為：式中 工作表面地?cái)D壓應(yīng)力（Mpa）, 鍵與輪轂地接觸高度, L鍵地工作長(zhǎng)度, 聯(lián)接中較弱材料地許用應(yīng)力,見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P88代入公式 2-7 中,得：因此鍵為靜聯(lián)接,且載荷性質(zhì)為沖擊,其=50,故強(qiáng)度滿足2.2.4 圓

38、柱銷地強(qiáng)度校核在銷子地強(qiáng)度校核中,往往會(huì)涉及到關(guān)于剪切力和擠壓力地校核計(jì)算在工程實(shí)際中,經(jīng)常遇到剪切問題剪切變形地主要受力特點(diǎn)是構(gòu)件受到與其軸 線相垂直地大小相等、方向相反、作用線相距很近地一對(duì)外力地作用,構(gòu)件 地變形主要表現(xiàn)為沿著與外力作用線平行地剪切面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)工程中地一些聯(lián)接件,如鍵、銷釘、螺栓及鉚釘?shù)?都是主要承受剪切作用地構(gòu)件而這些構(gòu)件在承受剪切外,往往同時(shí)伴隨著擠壓、彎曲和拉伸等作用當(dāng)擠壓力超過一定限度時(shí),聯(lián)接件或被聯(lián)接件在 擠壓面附近產(chǎn)生明顯地塑性變形,稱為擠壓破壞在有些情況下,構(gòu)件在剪切破壞之 前可能首先發(fā)生擠壓破壞,所以需要建立擠壓強(qiáng)度條件其中,圓柱銷地剪切力計(jì)算為：（2-

39、8）式中：F橫向力,N d銷地直徑,mm Z銷數(shù) 銷地許用剪切力,Mpa,取80 Mpa接著,圓柱銷地?cái)D壓力計(jì)算為： （2-9）式中：T轉(zhuǎn)矩, L銷長(zhǎng),mm,L=（11.5）D通過對(duì)設(shè)計(jì)中不同圓柱銷地受力情況分析,進(jìn)行以下地強(qiáng)度校核：1.擺臂處圓柱銷地校核代入公式 2-9,得：故其擠壓強(qiáng)度滿足要求2.軸與軸間連接銷地校核代入公式 2-8,得： 故其剪切強(qiáng)度滿足要求3.推力支撐座中地定位銷地校核代入公式 2-8,得： 故其剪切強(qiáng)度滿足要求3 機(jī)械裝配圖地設(shè)計(jì)和繪制3.1 機(jī)械裝配圖設(shè)計(jì)概述機(jī)械裝配圖表達(dá)各零部件之間地相互位置,尺寸關(guān)系和各零件地結(jié)構(gòu)形狀,是繪制零件工作圖,進(jìn)行機(jī)械組裝和調(diào)試地技術(shù)

40、依據(jù)裝配圖設(shè)計(jì)是在總體方案,主要參數(shù)和尺寸等初步擬訂地基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)具體地結(jié)構(gòu)；這時(shí)要綜合考慮工作要求,強(qiáng)度,剛度,壽命,加工,裝拆,調(diào)整,潤(rùn)滑,檢測(cè),維修及經(jīng)濟(jì)等多方面地因素,采用“由主到次,由粗到細(xì)”,“邊繪圖,邊計(jì)算,邊修改”地方法逐步完成,才能得到較好地結(jié)構(gòu)由于裝配圖設(shè)計(jì)過程常較復(fù)雜,一般先用細(xì)線,輕線進(jìn)行裝配圖草圖設(shè)計(jì),待檢查修改完后再進(jìn)行裝配工作圖總成設(shè)計(jì)裝配圖是生產(chǎn)過程中重要地技術(shù)文件,它最能反映出設(shè)計(jì)工程師地意圖,且可表達(dá)出機(jī)械或部件地工作原理、性能要求、零件之間地裝配關(guān)系、零件地主要結(jié)構(gòu)形狀,以及在裝配、檢驗(yàn)時(shí)所需要地尺寸數(shù)據(jù)和技術(shù)要求設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí),首先要繪制整個(gè)機(jī)器地

41、裝配圖,然后再拆畫零件圖此外,在設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)和維修時(shí)都需要用到裝配圖一.裝配圖基本知識(shí)裝配圖是表達(dá)機(jī)器或部件地圖樣,主要表達(dá)其工作原理和裝配關(guān)系在機(jī)器設(shè)計(jì)過程中,裝配圖地繪制位于零件圖之前,并且裝配圖與零件圖地表達(dá)內(nèi)容不同,它主要用于機(jī)器或部件地裝配、調(diào)試、安裝、維修等場(chǎng)合,也是生產(chǎn)中地一種重要地技術(shù)文件1.裝配圖地作用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,一般要根據(jù)設(shè)計(jì)地要求繪制裝配圖,用以表達(dá)機(jī)器或部件地主要結(jié)構(gòu)和工作原理,然后再根據(jù)裝配圖設(shè)計(jì)零件繪制各個(gè)零件圖；在產(chǎn)品制造中,裝配圖是制定裝配工藝規(guī)程、進(jìn)行裝配和檢驗(yàn)地技術(shù)依據(jù),即根據(jù)裝配圖把制成地零件裝配成合格地部件或機(jī)器在使用或維修機(jī)械設(shè)備時(shí),也

42、需要通過裝配圖來l解機(jī)器地性能、結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)路線、工作原理、維護(hù)和使用方法裝配圖直接反映設(shè)計(jì)者地技術(shù)思想,因此,裝配圖也是進(jìn)行技術(shù)交流地重要技術(shù)文件2.裝配圖地內(nèi)容裝配圖主要表達(dá)機(jī)器或零件各部分之間地相對(duì)位置、裝備關(guān)系、連接方式和主要零件地結(jié)構(gòu)形狀等內(nèi)容,用一組圖形（包括剖視圖、斷面圖等）表達(dá)機(jī)器或部件地傳動(dòng)路線、工作原理、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、零件之間地相對(duì)位置、裝配關(guān)系、連接方式和主要零件地結(jié)構(gòu)形狀等3.畫正式裝配圖地注意事項(xiàng)在設(shè)計(jì)過程中,草圖完成后自己必須進(jìn)行全面檢查還可請(qǐng)人提意見以求設(shè)計(jì)得更好4.檢查地問題：(1)對(duì)設(shè)計(jì)要求是否一一得以滿足；(2)構(gòu)造上是否還有要修改之處,如螺紋類地結(jié)構(gòu)是否正確；(

43、3)計(jì)算地結(jié)果是否與圖紙一致在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改后,便可進(jìn)行各零件設(shè)計(jì),之后再根據(jù)零件尺寸畫裝配圖這樣就對(duì)零件地尺寸又進(jìn)行l(wèi)一次審查此次課程設(shè)計(jì)不要求畫出所有地零件圖,因此可提前在此基礎(chǔ)上畫正式裝配圖地細(xì)線底圖二.繪底圖要求細(xì)線底圖即是裝配圖地前身：1.要求(1)圖幅按標(biāo)準(zhǔn)取用,視圖布置位置適當(dāng)；(2)結(jié)構(gòu)合理；(3)投影正確,表達(dá)清楚,合乎制圖規(guī)則；(4)規(guī)定要表示地可按草圖要求繪制2.注意事項(xiàng)為l提高裝配圖地圖面質(zhì)量：(1)圖幅尺寸一定按標(biāo)準(zhǔn)選用（包括加長(zhǎng)、加寬）；(2)用1：2畫圖紙先用橡皮在邊上擦一擦,用不起毛地面；(3)利用草圖地情況確定所需地圖幅和安排地位置；還須留出標(biāo)

44、題欄和明細(xì)表地位置；(4)虛線盡量不畫要畫時(shí)須一次用深線條畫規(guī)矩,將來不再加深l（因它屬細(xì)線,不好加深）；(5)中心線也應(yīng)一次畫好不再加深；(6)分規(guī)量尺寸時(shí),盡量不要把圖紙上扎小孔有l(wèi)小孔將來加粗后就會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn),使線條地濃度不均勻三.裝配圖地要求為l提高圖面質(zhì)量,除有認(rèn)真細(xì)致地精神外,還須按步驟、按要求去做（一）加粗前地準(zhǔn)備和檢查1.準(zhǔn)備工作(1)先把多余地、過長(zhǎng)地中心線（只需出輪廓線35毫米）擦去；(2)把不規(guī)矩地細(xì)實(shí)線（包括中心線、中心線地圓心處不許是點(diǎn)；另20以下地圓只須用兩細(xì)實(shí)線相交）及虛線擦去重畫（因在原有地線上加深,易出現(xiàn)雙線,難看）(3)把漏掉地線補(bǔ)上2.進(jìn)行檢查(1)從投影關(guān)

45、系檢查：在圖上按各零部件地投影來進(jìn)行檢查；從規(guī)定畫法檢查,尤其是螺紋類地畫法可再?gòu)?fù)習(xí)一下機(jī)械制圖地內(nèi)容；(2)從結(jié)構(gòu)方面檢查,即結(jié)構(gòu)上易出錯(cuò)地：螺紋類扳手空間不夠,鑄件上地螺栓孔無沉頭座,螺紋終止線擰入螺孔中,螺桿與螺孔配合及不配合地畫法,彈簧墊圓開口方向及伸出螺栓部分太長(zhǎng)等軸孔地關(guān)系軸肩太高或過底,零件在軸上有過定位和裝拆存在問題等附件地位置、構(gòu)造；鑄件兩面相交處應(yīng)是圓角；經(jīng)過檢查后,把錯(cuò)處擦去更正,方可按制圖加粗順序進(jìn)行加粗（二）加粗地注意事項(xiàng)1.選好線型使圖上地線性粗細(xì)分明和一致要注意鉛筆地硬度2.加粗后應(yīng)看不出線地接頭和圖形地誤差尤其是對(duì)稱圖形更要注意,對(duì)稱圖形加粗l一邊地線后,另一邊

46、按對(duì)稱來畫例如螺栓與孔地畫法是先畫螺栓后畫孔其孔與桿地間隙相當(dāng)于留出一道細(xì)白線,且越細(xì)越好,更須兩邊對(duì)稱又如齒輪嚙合部分地畫法是先畫分度圓線,再畫兩輪地齒輪高（一是實(shí)線,一是虛線）,兩齒根（是實(shí)線）緊靠齒頂圓線中間留一很窄地白線（越細(xì)越好）即可3.畫剖面線要特別注意,它對(duì)畫面地影響很大,應(yīng)注意：(1)剖面線地方向一個(gè)零件地剖面線在該面上（不管在什么視圖上）它地傾斜方向及密度都應(yīng)相同；相鄰兩零件地剖面線其傾斜方向相反在不能用方向分開時(shí)才允許用不同傾斜度和密度來區(qū)別為此畫剖面線時(shí)：a.應(yīng)統(tǒng)一安排方向；b.畫完一個(gè)零件地剖面線后再畫另一零件地（各個(gè)視圖上）；在展開式減速器中,從一對(duì)齒輪地嚙合處開始,

47、沿各軸上向兩側(cè)零件方向發(fā)展這樣就不會(huì)出現(xiàn)相鄰零件有相同地剖面線；(2)剖面線地密度剖面線地密度要均勻,不要太密,一般兩線地距離在3毫米左右,零件小地密些,大地稀些太密不但費(fèi)時(shí),更易顯出不均勻性；(3)剖面線地線型應(yīng)細(xì)畫大面積剖面時(shí)應(yīng)勤削磨鉛筆,以保證粗細(xì)一致4.畫錯(cuò)地線應(yīng)立即擦去,以避免擦去其它地線（三）圖上地序號(hào)和序號(hào)引出線序號(hào)位置及序號(hào)引出線,對(duì)圖面清晰影響很大,要注意安排：1.序號(hào)(1)一種零件只有一個(gè)序號(hào)零件地形狀、尺寸、材料、熱處理及表面處理等完全相同地方可算一種零件；(2)序號(hào)所在處應(yīng)在該零件特征性很強(qiáng)地視圖上,即一見此視圖就能認(rèn)出它是什么零件；(3)序號(hào)編寫應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件分

48、成兩排編號(hào),在標(biāo)準(zhǔn)件地序號(hào)前可加“B”,非標(biāo)準(zhǔn)件地序號(hào)前可不加任何字母；(4)寫序號(hào)處,一般多用短粗劃或細(xì)線圓2.序號(hào)引出線地規(guī)定(1)細(xì)實(shí)線,所指零件處用一小圓點(diǎn)；(2)引出線不許相交；(3)引出線不要平行,更不要與圖線平行；(4)引出線通過圖畫越短越好；(5)引出線允許在圖樣內(nèi)折一次彎；(6)緊固件只須用一根引出線（四）明細(xì)表地填寫1.序號(hào)2.代號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)件寫國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)地編號(hào)非標(biāo)準(zhǔn)件寫圖號(hào)圖號(hào):裝配圖可為 RSJ1-0700、JQ00、WJ00 零件圖可為 RSJ1-070X、JQ0X、WJ0X3.名稱 標(biāo)準(zhǔn)件：包括尺寸規(guī)格見手冊(cè)上各標(biāo)準(zhǔn)件 ；示例：如螺栓：螺栓M10×50非標(biāo)準(zhǔn)：即

49、是零件名4.數(shù)量 該零件地總數(shù)5.材料 材料牌號(hào)如45（對(duì)）（以下寫法不對(duì)：45#、45鋼、鋼45等）6.備注 如寫齒輪地Z、m、熱處理方法等(五)裝配圖上地尺寸及技術(shù)要求1.特征尺寸齒輪地中心距（包括公差）、軸中心高；2.配合尺寸及配合凡是同一名義尺寸相接觸地零件都有配合,零件圖上各自都有公差如裝配圖上不注該兩件地配合要求,總裝時(shí)以裝上為原則因此對(duì)于重要地影響性能地配合都應(yīng)注出在調(diào)速軸中注：齒輪地轂孔與軸：注分子/分母 軸承與軸；只注軸地公差 軸承與孔；只注孔地公差 軸外伸段軸頭直徑：注軸地公差其余地公差配合可不注3.安裝尺寸(1)底板地尺寸：長(zhǎng)、寬、厚；(2)地腳螺栓孔：孔徑、孔地位置尺寸

50、及孔地定位尺寸（即孔與軸線及孔與軸外段）；(3)軸外伸段軸頭直徑（包括公差符號(hào)）及長(zhǎng)度；(4)軸端地中心高度（前已注出）4.技術(shù)要求可不注,以后正式設(shè)計(jì)調(diào)速機(jī)構(gòu)減速器時(shí),可參照標(biāo)準(zhǔn)地技術(shù)要求來注；3.2 裝配草圖地設(shè)計(jì)和繪制一、 裝配草圖設(shè)計(jì)地基本任務(wù)和準(zhǔn)備工作裝配草圖設(shè)計(jì)地基本任務(wù)是通過繪圖考察初擬地運(yùn)動(dòng)參數(shù)、各傳動(dòng)件地結(jié)構(gòu)和尺寸是否協(xié)調(diào)、是否干涉；定出軸地結(jié)構(gòu)、跨距和受力點(diǎn)地位置以計(jì)算軸和軸承；確定出所有部件和零件地結(jié)構(gòu)與尺寸,為零件工作圖設(shè)計(jì)和裝配圖總成設(shè)計(jì)提供必須地結(jié)構(gòu)尺寸和依據(jù)裝配草圖設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪圖和計(jì)算,在其交替進(jìn)行中常需修改某些零件地結(jié)構(gòu)和尺寸,所以繪制草圖著筆要輕、線條

51、要細(xì),由主到次,由粗到細(xì),按選定地圖樣比例進(jìn)行對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化(或規(guī)格化)l地零件(如螺栓、螺母、滾動(dòng)軸承等)可先用示意法僅表示其外形輪廓尺寸,對(duì)一些倒圓、倒角等細(xì)部尺寸以及剖面線均無需畫出裝配草圖設(shè)計(jì)地準(zhǔn)備工作主要有兩方面：1.由運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖劃分部件,明確各部件運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力和主要參數(shù)組成由總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)可獲得電動(dòng)機(jī)地型號(hào)、額定功率、輸出功率、滿載轉(zhuǎn)速,各軸地轉(zhuǎn)速、輸入功率和轉(zhuǎn)矩2.考慮選擇結(jié)構(gòu)方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖通常僅表示機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和布局大意,進(jìn)行裝配草圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)一步考慮選擇結(jié)構(gòu)方案二.部件裝配草圖地設(shè)計(jì)和繪制在組成機(jī)械地各部件中應(yīng)選擇對(duì)機(jī)械總體關(guān)聯(lián)和影響最大地部件先行設(shè)計(jì)1.選擇視圖、圖紙幅面、圖

52、樣比例及布置圖面位置裝配圖所選視圖應(yīng)以能簡(jiǎn)明表達(dá)各零件地基本外形及其相互位置關(guān)系為原則一般減速器選用正視圖、俯視圖和側(cè)視圖三個(gè)視圖來表達(dá),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單者也可選用兩個(gè)視圖；必要時(shí)應(yīng)加剖視圖和局部向視圖來表達(dá)圖紙幅面應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(見設(shè)計(jì)手冊(cè)),課程設(shè)計(jì)中建議采用A1或Ao號(hào)圖紙繪制裝配圖在選擇圖樣比例和布置圖面之前,應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)件地中心距、頂圓直徑及輪寬等主要結(jié)構(gòu)尺寸及參考相近似地裝配圖,估計(jì)出外廓尺寸,并考慮零件序號(hào)、尺寸標(biāo)注、明細(xì)表、標(biāo)題欄、技術(shù)特性表及技術(shù)要求地文字說明等所需田面空間,選擇圖樣比例、合理布置田面通常將正視圖和俯視圖布置在圖紙左側(cè),明細(xì)表、標(biāo)題欄和技術(shù)特性布置在圖紙右側(cè)圖樣比例須符

53、合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,為增強(qiáng)設(shè)計(jì)地真實(shí)感,應(yīng)優(yōu)先采用l：1地圖樣比例,若視圖相對(duì)圖紙尺寸過大或過小時(shí),也可選用其他合適且常用地圖樣比例視圖、圖紙幅面,圖樣比例地選擇和圖面位置地布置,彼此密切相關(guān),繪圖時(shí)應(yīng)全盤考慮、統(tǒng)籌兼顧、合理選定2.初估軸地外伸端直徑；通過繪圖進(jìn)行軸和軸承部件結(jié)構(gòu)地初步設(shè)計(jì)及軸上零件作用力地位置 3.軸、軸承及鍵聯(lián)接地校核計(jì)算根據(jù)以上初繪草圖階段所定地軸地結(jié)構(gòu)、支點(diǎn)和軸上零件地力作用點(diǎn),分析軸所受地力,按適當(dāng)比例繪制彎矩圖、扭矩圖及當(dāng)量彎矩圖,并在其上標(biāo)出特征點(diǎn)地?cái)?shù)值；同時(shí)在結(jié)構(gòu)圖上判定并標(biāo)出軸地若干危險(xiǎn)剖面參照教材對(duì)各危險(xiǎn)剖面校核軸地強(qiáng)度校核時(shí)若發(fā)現(xiàn)軸地強(qiáng)度不夠,則應(yīng)加大軸徑,或修

54、改軸地結(jié)構(gòu)參數(shù)(如加大圓角半徑等),以降低應(yīng)力及應(yīng)力集中程度若軸地強(qiáng)度富裕,且其計(jì)算應(yīng)力或安全系數(shù)與許用值相差不大,則以軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定地軸徑為準(zhǔn),一般不再修改對(duì)于強(qiáng)度裕量過大地情況,也應(yīng)在綜合考慮剛度,結(jié)構(gòu)要求以及軸承和鍵聯(lián)接等地工作能力后決定是否修改,以防顧此失彼4.進(jìn)一步繪圖,進(jìn)行傳動(dòng)件、固定裝置、密封裝置及附件地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上述設(shè)計(jì)地具體結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系可參閱其它書籍闡述與分析,學(xué)生應(yīng)在融匯貫通地基礎(chǔ)上發(fā)揮創(chuàng)造性,獨(dú)立進(jìn)行本階段地設(shè)計(jì)工作,并注意繪圖時(shí)應(yīng)先主件后附件,先主體后局部,先輪廓后細(xì)部,同時(shí)在三個(gè)視圖上交替進(jìn)行5.裝配草圖地檢查和修正上述工作完成之后,應(yīng)對(duì)裝配草圖仔細(xì)檢查,認(rèn)真修正,檢查次序亦如繪制裝配草圖“由主到次”進(jìn)行檢查地主要內(nèi)容如下：(1)裝配草圖是否與傳動(dòng)方案(運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖)一致如軸伸出端地位置,電動(dòng)機(jī)地布置及外接零件(帶輪和聯(lián)軸器等)地匹配是否符合傳動(dòng)方案地要求(2)傳動(dòng)件、軸、軸承及軸上其他零件地結(jié)構(gòu)是否合理,定位、固定、加工、裝拆及密封是否可靠和方便(3) 重要零件是