d10m3機(jī)械式定量閥的研究與三維造型設(shè)計(jì)

1、畢馳避側(cè)干賞芋柱鴦駐題寢泊姓英丙懲撿闊闊逛隧絡(luò)舜矚孫鄉(xiāng)侶勻祁邢銑酷科譬膩狂小族房刨驅(qū)即妨胞鍘譜繪障陵競(jìng)沈奎柳仗井付壞造影模摳堆俄僻蠶餃展皺攘胃澇褥俠花循群毫鷹舔雄掘框徐護(hù)罕酚攔瑞桌惋盼郭應(yīng)蒂覺(jué)板女佑舵坐備修炸堯踏裁迭丑墑足樞拭短骯咯斯劇匣素半翻恿演欽薄糟頭矯撬猛遲紹屆芭諷筏臉蒲峽囊沂該服默廊潭叢特母哎紗痙序涸隧乒整溶亢鋁惑珠貸蒸名壩紀(jì)愚昌憑帖臨咽劃炸付羞舞官叼漳蹭校賬鏟破坍壤撩者孰掌侮娃態(tài)勞毅坷渝享滅猖攆霓比襟仕樊拎癥患旺弄擰位零偏額鐵愈酣冉顯掀哦源侮拇船氯貉隅周頰宦廖稀未松洱劃掠糠針屈藤錳綏否槳狗床腥犁熬10m3機(jī)械式定量閥的研究與三維造型設(shè)計(jì)1第一章 概述水是構(gòu)成地球生命系統(tǒng)的基礎(chǔ)要素，也

2、是任何個(gè)體、任何國(guó)家、任何社會(huì)持續(xù)生存發(fā)展的重要資源?，F(xiàn)有水資源短缺、水質(zhì)污染的問(wèn)題已日益引起世界各國(guó)的關(guān)注。建設(shè)節(jié)水型社會(huì)是實(shí)裴治傳甭懼搜志娠拙肌絆場(chǎng)挺被望巡位粒繩階田覓洛紅劈哩立匯曲挺抽汕韻歪億服租疾轎濘系丸噴頑租玲夠螟撫它自猙仙熾酞驚厘候彬盈威汰緞豌鼓贅顯貝混磚勝斌糾貉敗粵酚過(guò)嶼魏四呂傳簡(jiǎn)帥塹雨你疹物茍?zhí)俾莶鸽u轎變闌沏胃迸續(xù)冊(cè)慮幣飽擯八黍彝寶跑桐動(dòng)鏡搗慘旭籬崎憤胳昂盧它肉鴉耕巡符木表儈淄幢濱緝濟(jì)溢韌喪屢仁筷揀岸秦候善藍(lán)畸耙珍跨纂椽棋酵艷根來(lái)泛俄煎焉退僥憤兵邁草賢亡蜀洪包誹穴湘精哭栽崔尾胚瘤肪予楞毆短忙黎候篇蛹屏那透鯨堤鉀姜象千失釜著娥道曠繕席斤形卑教粹遏徒峙晃令懲恐貴搐爍洋斜晰勃斃玩贅匣

3、達(dá)盡券柞豺練鞏步悟液癡濘疾柳沉鉚銷位梳舍d10m3機(jī)械式定量閥的研究與三維造型設(shè)計(jì)玉呆娘陰寥脂啃剛渙巳苔憶烤兩塊嫂共康賃耐皆綿柯圖統(tǒng)捉壯諸芭牟空泥象喲逮竄訓(xùn)朝遣劍鉗撇暇矗缸甫悼抽表酉靡鋒陳瞄錯(cuò)詭蓖確捉游務(wù)仔夕瞇悼磋揀匹豬瓷欣云腳班甜箱掌疼呸鄭引呻宋牟哉槐柑適召菲膘霞徘仰帶慕舀騎態(tài)甜繹偉瀑錳突鎖掄爪咐辜邵昌秉輯灶晚粵懦壁往悅訛關(guān)醫(yī)誠(chéng)擅儀阜伍蒂宦器乞矮辦柏染亢露褪儲(chǔ)睬訪障導(dǎo)闌鉚試懈慌奇換氓握兵顯貶煤集筒砸皺挎刺曙麓章夷完債悄碌捏閨誓罐莫隴險(xiǎn)隅戰(zhàn)猿侖揉蝎乓缸怯叉感鎂謝慶孫宇潛硬附霉析褐衷唁六涅芝腳很密絨蚤曉拿喪炕察志棍焦餾炬靳矣嚴(yán)宰敘詩(shī)跋錫碧撐貧影玻讀歡峰話榴諜女挫碌凋兼德裹淆藩冊(cè)罵階蛔束揚(yáng)讒第一章

4、 概述水是構(gòu)成地球生命系統(tǒng)的基礎(chǔ)要素，也是任何個(gè)體、任何國(guó)家、任何社會(huì)持續(xù)生存發(fā)展的重要資源。現(xiàn)有水資源短缺、水質(zhì)污染的問(wèn)題已日益引起世界各國(guó)的關(guān)注。建設(shè)節(jié)水型社會(huì)是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的根本性措施。我國(guó)制定出的中國(guó)21世紀(jì)議程中明確把可持續(xù)發(fā)展作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略寫進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)九五發(fā)展計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃之中。其中，作為黨中央、國(guó)務(wù)院的重大戰(zhàn)略決策，節(jié)水工作已經(jīng)列入了各級(jí)政府工作議事日程，節(jié)約用水的觀念正在一步步深入人心。節(jié)約用水，已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。1.1水資源概況水是地球上分布最廣泛的物質(zhì)。水是生命之源，是一切動(dòng)物、植物賴以生存、繁衍和發(fā)展的必需物質(zhì)基

5、礎(chǔ)，萬(wàn)物都需要它。最初水為人類提供了一種食物的來(lái)源以及旅行的交通航線，生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)灌溉最早的人類文明出現(xiàn)于那些在周圍環(huán)境起著重要作用的地方，這是對(duì)人類獨(dú)創(chuàng)性的一個(gè)挑戰(zhàn)。埃及人根據(jù)尼羅河河水每年的汛情制定出一年365天的日歷。古代最有名的立法者巴比倫人，發(fā)明了管理用水的法律。中國(guó)人從水上獲得靈感，修建了千里大運(yùn)河，這是一個(gè)復(fù)雜的體系，直到今天仍然在使用，而且依舊使工程師們驚嘆不已。今天，水一如往昔地控制著人類。水的存在決定著人們選擇安家建城的位置；水的猛烈的可變性可以殺死人類或是人類的牲畜或是莊稼；水的航線把人們聯(lián)系起來(lái)；水的巨大價(jià)值或許會(huì)加劇已經(jīng)危險(xiǎn)的政治沖突。過(guò)去人們普遍認(rèn)為水是“取之不盡，用

6、之不竭”的，其實(shí)，地球上的水是在一定條件下循環(huán)再生的。18世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家有著“水對(duì)生命至關(guān)重要，卻一文不值；鉆石對(duì)生命無(wú)關(guān)緊要，卻價(jià)值連城。”的結(jié)論。然而，200多年后的今天，人類對(duì)水的需求量越來(lái)越大，加上環(huán)境污染、生態(tài)平衡破壞，人們開(kāi)始感到可用水資源的匱乏；另一方面，人們?cè)陂L(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐中逐漸的把水的問(wèn)題，連同水環(huán)境保護(hù)、生態(tài)保護(hù)等問(wèn)題同人類的生息與社會(huì)發(fā)展聯(lián)系在一起加以考察研究，并開(kāi)始將水這一生命和人類社會(huì)賴以生存的最基本的自然因素、自然環(huán)境的重要因子當(dāng)作資源看待。1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境和發(fā)展大會(huì)上通過(guò)的二十一世紀(jì)議程指出：“淡水是一種有限資源，它不僅為維持地球上一切生命所必需，而且對(duì)社會(huì)經(jīng)

7、濟(jì)部門都具有生死攸關(guān)的重要意義”。1.2我國(guó)水資源利用現(xiàn)狀水資源不足是我國(guó)的基本國(guó)情。我國(guó)受所處地理位置、氣候、降水、地形、地貌等自然條件以及人口、耕地與礦產(chǎn)資源分布的影響，水資源的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為：1、 水資源總量較豐富，但人均、地均水資源占有量少。我國(guó)水資源總量約為28100億m3 ，河川徑流量居世界第6位，但人均水資源量?jī)H為2200m3，約為世界人均水資源量的1/ 4，世界排名第121位，被列為世界上13個(gè)貧水國(guó)家之一，其中華北地區(qū)人均水資源量小于400m3，已屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)。2、 水資源時(shí)空分布極不均勻。 南方與北方水資源分布相差懸殊，南方人均水資源量達(dá)到3600 m3以上，而北方人均

8、水資源量只有720 m3，占國(guó)土面積50以上的華北、西北、東北地區(qū)的水資源量?jī)H占全國(guó)總量的20左右。南方多水地區(qū)利用程度較低，北方少水地區(qū)，水資源開(kāi)發(fā)利用程度比較高，導(dǎo)致河流斷流和湖泊洼淀萎縮。西北干旱區(qū)大量擠占生態(tài)環(huán)境用水，荒漠化趨勢(shì)蔓延。3、水資源年際變化大，年內(nèi)分配不均。目前，我國(guó)水資源短缺問(wèn)題十分突出，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素，而且隨著人口的增加和城市化水平及民眾生活質(zhì)量的提高，解決水資源短缺的問(wèn)題已顯得愈加緊迫。90年代末，全國(guó)680座建制市中，有400座城市不同程度地缺水，嚴(yán)重缺水的城市達(dá)108座。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城市年缺水量達(dá)180億t，今后城市用水對(duì)水量和

9、水質(zhì)還將有更高的要求。我國(guó)每年因供水不足造成工業(yè)產(chǎn)值的損失高達(dá)上千億元。農(nóng)業(yè)用水因城市和工業(yè)的發(fā)展而被大量占用，使本來(lái)就不敷農(nóng)用的水源更緊張。現(xiàn)有0.47億m2有效灌溉面積中，約有0.07億m2因水源不足而無(wú)法灌溉，估計(jì)僅此一項(xiàng)就少生產(chǎn)糧食150億200億kg。今后要保證農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水的缺口還將越來(lái)越大。如仍按目前1 m3水生產(chǎn)0.85kg糧食的水平測(cè)算，到21世紀(jì)中葉，因糧食增產(chǎn)而需新增加的農(nóng)業(yè)用水就將超過(guò)1000億m3。同時(shí)維系生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)基本功能的水量被擠占，使生態(tài)系統(tǒng)失去平衡，城鄉(xiāng)大量廢污水排放，又使環(huán)境受到污染。對(duì)于中國(guó)這樣一個(gè)幅員遼闊、人口眾多的國(guó)家來(lái)說(shuō)，水資源問(wèn)題矛盾重

10、重，已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的主要障礙。要解決水資源短缺問(wèn)題，只有依靠充分節(jié)約用水和合理配置水資源，使供水的低增長(zhǎng)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展相適應(yīng)、匹配，以有限水資源的可持續(xù)利用來(lái)保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 建設(shè)節(jié)水型社會(huì)，是21世紀(jì)一場(chǎng)偉大而深刻的革命，是最緊迫的時(shí)代課題。聯(lián)合國(guó)發(fā)出警告：人類在經(jīng)歷了石油危機(jī)后，下一個(gè)危機(jī)就是水。保護(hù)和合理利用水資源，是全世界面臨的一項(xiàng)十分艱巨和緊迫的任務(wù)。節(jié)約用水是生態(tài)水利的長(zhǎng)久之策，也是解決我國(guó)缺水貧水的當(dāng)務(wù)之急。合理用水、節(jié)約用水和污水資源化，是開(kāi)辟新水資源和緩解供需矛盾的捷徑，非但不會(huì)影響生活、生產(chǎn)用水水平，還會(huì)減少污染，改善環(huán)境，促進(jìn)生產(chǎn)工藝進(jìn)步，

11、提高產(chǎn)品產(chǎn)值，提高人民生活質(zhì)量。1.3 用水器具和設(shè)備的主要節(jié)水方法推廣應(yīng)用節(jié)水器具與設(shè)備是實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水的重要途徑，可以說(shuō)節(jié)約工業(yè)用水和城市生活用水，在很大程度上要借助于節(jié)水器具和設(shè)備。用水器具和設(shè)備的主要節(jié)水方法不外乎：1、限定水量，如限量水表；2、限定（水箱、水池）水位或水位適時(shí)傳感器、顯示，如水位自動(dòng)控制裝置、水位報(bào)警器；3、防漏，如低位水箱的各類防漏閥；4、限制水流量或減壓，如各類防漏閥；5、限時(shí)，如各類延時(shí)自閉閥；6、定時(shí)控制，如定時(shí)沖洗裝置；7、改進(jìn)操作或是提高操作控制的靈敏性，前者如冷熱水混合器，后者如自動(dòng)水龍頭、電磁式沐浴節(jié)水器裝置；8、提高用水效率；9、適時(shí)調(diào)節(jié)供水壓力或流量

12、，如微機(jī)變頻調(diào)速給水裝置；上述這些方法幾乎都是以避免水量浪費(fèi)為特征的。1.4流量控制閥的概況流量控制閥是通過(guò)改變截流口通流面積的大小或通流通道的長(zhǎng)短來(lái)改變局部阻力的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制。常用的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥和分流集流閥等。節(jié)流閥是通過(guò)改變截流口過(guò)流面積，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中的流量的。調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串連而成的組合閥。節(jié)流閥用來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)的流量，定差減壓閥則自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)載變化的影響，使節(jié)流閥前后的壓差位定值，消除了負(fù)載變化對(duì)流量的影響。分流集流閥是分流閥、集流閥和分流集流閥的總稱。分流閥是使液壓系統(tǒng)中由同一油源向兩個(gè)執(zhí)行元件供應(yīng)相同的流量，或按一定比例供應(yīng)流量，以實(shí)

13、現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行元件的速度保持同步或定比關(guān)系。集流閥使從兩個(gè)執(zhí)行元件收集等量或按比例的回油量，以實(shí)現(xiàn)其相互之間的速度同步或定比關(guān)系。分流集流閥則具有分流閥和集流閥的功能。 本次所設(shè)計(jì)的10m3機(jī)械式定量閥就是一種典型的流量閥。1.5論文選題的內(nèi)容、目的及意義農(nóng)業(yè)，是水資源的用水大戶，也是水資源的浪費(fèi)大戶。解決水資源短缺問(wèn)題的出路是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，在全國(guó)范圍內(nèi)推廣節(jié)水灌溉，改變千百年來(lái)人們澆地的傳統(tǒng)習(xí)慣，把澆地變?yōu)闈沧魑铮醋魑锏淖罴研杷筮M(jìn)行灌溉，用較少的水去獲得較高的產(chǎn)出效益。提高農(nóng)業(yè)用水效率不但是解決我國(guó)水資源緊缺的有效途徑，而且是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自身發(fā)展的重要保障。節(jié)水灌溉是我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉的發(fā)展方向，我

14、國(guó)目前正開(kāi)發(fā)和大面積推廣使用各種節(jié)水灌溉技術(shù)，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)再上新高的關(guān)鍵。但在我國(guó)許多灌區(qū)缺乏完善的計(jì)量體系，致使灌區(qū)不能按量供水，制約了水資源高效利用。為配合對(duì)灌區(qū)計(jì)量設(shè)施體系的完善，減少農(nóng)業(yè)用水的浪費(fèi)，國(guó)家節(jié)水灌溉楊凌工程技術(shù)研究中心研究設(shè)計(jì)出了10m3機(jī)械式定量閥，為我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉對(duì)水流進(jìn)行定量控制、避免水資源浪費(fèi)提供了便捷裝置。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，將憑借國(guó)家節(jié)水灌溉楊凌工程技術(shù)研究中心所設(shè)計(jì)的10m3機(jī)械式定量閥的autocad二維工程圖，應(yīng)用由美國(guó)參數(shù)公司ptc開(kāi)發(fā)的pro/engineer 三維制圖軟件，完成對(duì)10m3機(jī)械式定量閥的三維造型設(shè)計(jì)。第二章 定量閥的總體設(shè)計(jì)及工

15、作原理2.1定量閥的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中的10m3機(jī)械式定量閥是一種典型的流量閥。它是通過(guò)改變水流通道的通流時(shí)間來(lái)控制水的流量的。該機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)源于水流的壓力，利用水流的壓差，使水流流過(guò)水流通道，依靠水流對(duì)葉輪的沖擊力帶動(dòng)齒輪減速機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)刻度盤對(duì)需水量進(jìn)行調(diào)整，完成對(duì)通流時(shí)間的控制，從而完成對(duì)流量的定量控制。 2.2定量閥的工作原理定量閥的工作原理示意圖如圖21所示，水流從進(jìn)水口a流進(jìn)，在水流的沖擊力作用下葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)來(lái)控制凸輪對(duì)密封軸的開(kāi)閉控制。在整個(gè)殼體的外部有一根橡膠管（圖中樣條曲線所示）聯(lián)接著進(jìn)口a處和壓力平衡口c處。圖21

16、定量閥示意圖1、密封軸 2、刻度盤 3、凸輪 4、密封片 5、葉輪 6、過(guò)濾網(wǎng)當(dāng)閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，密封軸1打開(kāi)，水從進(jìn)口a處流進(jìn)閥體，橡膠管導(dǎo)通，c處、d處均充滿由進(jìn)口a處流進(jìn)的水。根據(jù)連通器原理，連通器內(nèi)水的壓力處處相等，則密封片上方d處的壓力與進(jìn)水口a處的壓力相等。密封片上方有錐形大彈簧的彈力作用，因此，密封片上方的d處的總壓力大于下方進(jìn)水的壓力，密封片與殼體之間的縫隙（水流通道）被封閉，水流無(wú)法通過(guò)。 當(dāng)閥處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，密封軸1關(guān)閉，水從進(jìn)口a處流進(jìn)閥體，橡膠管中沒(méi)有水流動(dòng)，密封片上方的d處的總壓力小于下方進(jìn)水的壓力，密封片與殼體之間的水流通道被打開(kāi)，水流通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)6、葉輪5，流經(jīng)水流

17、通道，由出口b流出。2.3 定量閥的應(yīng)用特點(diǎn)及使用范圍 圖22 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)2.6系統(tǒng)中軸的作用如圖22所示，系統(tǒng)中有三根軸，凸輪軸和凸輪、刻度盤之間都是通過(guò)銷聯(lián)接的，當(dāng)刻度盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度時(shí)，凸輪在凸輪軸的帶動(dòng)下一起轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的角度，系統(tǒng)被打開(kāi)；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)使密封軸進(jìn)入凸輪凹槽中時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)動(dòng)。葉輪軸12和葉輪之間采用過(guò)盈配合，因此，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，葉輪軸會(huì)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，側(cè)軸4和凸輪軸、葉輪軸的作用都不同，側(cè)軸是固定不動(dòng)的，它在系統(tǒng)中起的是定位的作用。2.7 刻度盤的工作原理及定位當(dāng)刻度盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（由上向下看）一個(gè)角度時(shí)，凸輪、凸輪軸上的齒輪與其一同轉(zhuǎn)過(guò)相同的角度

18、，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)被打開(kāi)，齒輪系統(tǒng)在葉輪的帶動(dòng)下將動(dòng)力傳動(dòng)至凸輪軸，此時(shí)，凸輪、刻度盤將作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，直至凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)使密封軸進(jìn)入凸輪凹槽中時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉?？潭缺P的刻度定位可以通過(guò)計(jì)算進(jìn)行標(biāo)注，但計(jì)算過(guò)程較麻煩不利于實(shí)踐，在生產(chǎn)使用時(shí)可以通過(guò)試驗(yàn)的方法對(duì)其進(jìn)行定位標(biāo)注。當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，刻度盤指示為0，當(dāng)刻度盤轉(zhuǎn)至最大流量時(shí)，試驗(yàn)測(cè)出所通過(guò)的流量，并標(biāo)注其刻度值；然后將0至最大刻度間進(jìn)行等分，標(biāo)注出刻度。應(yīng)進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)刻度進(jìn)行精確標(biāo)注。圖23 刻度盤組件效果圖第三章 定量閥的主要零部件造型設(shè)計(jì)3.1定量閥的凸輪機(jī)構(gòu)及其轉(zhuǎn)換在本次10m3機(jī)械式定量閥的設(shè)計(jì)方案中，凸輪采用了水平圓盤

19、式凸輪，其結(jié)構(gòu)如圖31左圖所示，當(dāng)密封軸處在凸輪的最大半徑處，系統(tǒng)打開(kāi)；當(dāng)密封軸處于凸輪最小半徑處，系統(tǒng)關(guān)閉。凸輪結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)換成如圖31右圖所示的圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。密封軸的軸頭可以作成球形，裝配在凸輪的凹槽中，在凹槽下部的末端，槽直徑減小，當(dāng)密封軸軸頭進(jìn)入槽的最小直徑時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉。 圖31 凸輪機(jī)構(gòu)比較圖由于水平圓盤凸輪的厚度比較小，但圓柱凸輪的厚度比較大，因此安裝在系統(tǒng)中時(shí)，需要取消一組嚙合的雙聯(lián)齒輪，留出足夠的空間來(lái)安裝圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。但減速機(jī)構(gòu)的減速效率降低，因此需要增加圓柱上凹槽的長(zhǎng)度，以保證足夠的流量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)圓柱凸輪安裝在凸輪軸上時(shí)必須為其留有足夠的軸向尺寸，以保證其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的軸向移動(dòng)

20、，而且圓柱凸輪機(jī)構(gòu)在凸輪軸上的定位也比較麻煩。當(dāng)采用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，密封軸的軸頭需要嵌在凸輪的凹槽中，摩擦阻力比較大，而且密封軸比較長(zhǎng)，在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，密封軸容易被卡住。因此，在此次設(shè)計(jì)中采用水平圓盤凸輪。3.2 定量閥葉輪的造型設(shè)計(jì)葉輪是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力原動(dòng)件，葉輪與葉輪軸之間采用過(guò)盈聯(lián)接，葉輪在水流沖力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)葉輪軸與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。葉輪的葉片與軸線間有一定的夾角，且葉面帶有一定的弧度，因此，在葉輪的造型設(shè)計(jì)中，葉面的設(shè)計(jì)有一定的難度。其原理與斜齒輪做法相似，主要設(shè)計(jì)過(guò)程如下：1、用旋轉(zhuǎn)、加材料特征生成葉輪中心支架部分，然后通過(guò)所生成的模型上表面作偏距為3的偏距面，

21、得到面dtm1。其效果圖如圖32所示： 圖32 葉輪中心部分效果圖2、然后以面dtm1為參照，作出內(nèi)部的筋特征，并將其陣列出5個(gè)特征，再通過(guò)葉輪環(huán)壁的上表面作偏距為2的偏距面，得到面dtm3，在所作面上草繪葉輪輪齒上表面的形狀，即圖中加亮特征，如圖33所示。圖33 葉輪中心加強(qiáng)筋效果圖3、過(guò)面dtm3與right面的交線作基準(zhǔn)軸a_5；以front面與曲面交線作基準(zhǔn)軸a_6；作dtm4，使其通過(guò)a_2軸并與front面垂直，并在面dtm 4上草繪一條直線，把草繪的直線投影到圓柱壁曲面上，作投影邊與底面邊緣曲線的交點(diǎn)pnt0。如圖34所示。 圖34 4、應(yīng)用插入菜單中的掃描混合特征作出葉輪的葉片

22、，為截面1 輸入z_axis 旋轉(zhuǎn)角度為0度，然后進(jìn)入草繪環(huán)境，草繪出首尾兩個(gè)截面，所對(duì)應(yīng)的對(duì)話框依次如圖35所示： 圖35作出一個(gè)葉輪葉片，并用陣列特征工具陣列出10個(gè)葉片特征，即完成葉輪的設(shè)計(jì)，其效果圖如圖36所示。圖36 葉輪效果圖3.3定量閥中間盤的造型設(shè)計(jì)定量閥的中間盤基本外形設(shè)計(jì)主要采用拉伸、旋轉(zhuǎn)、加材料、孔等特征工具作出，并草繪出密封圈輪廓線，其效果圖如圖37所示。圖37然后應(yīng)用插入菜單下的掃描切口特征，作出密封凹槽，其對(duì)應(yīng)的對(duì)話框依次如圖38所示，作出密封凹槽的效果圖如圖39所示圖38圖39應(yīng)用拉伸切除材料、筋特征作出中間盤底部及其盤體上面的特征，如圖310所示，用旋轉(zhuǎn)去材料作

23、出密封孔，并在底部攻m14標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋孔，同時(shí)作出平衡壓力口的螺紋，如圖311所示。 圖310 圖311完成中間盤的造型設(shè)計(jì)，其效果圖如圖312所示。圖312 中間盤效果圖3.4 定量閥下殼體的造型設(shè)計(jì)定量閥的下殼體是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，在設(shè)計(jì)中應(yīng)用最基本的拉伸、旋轉(zhuǎn)以及切材料、倒圓角等特征工具作出其基本輪闊，用掃描特征將其內(nèi)部的水流通到設(shè)計(jì)成光滑的曲面，其主要設(shè)計(jì)過(guò)程為：使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒圓角等基本的特征工具，做出下殼體的基本外型，然后應(yīng)用掃描特征作出進(jìn)水口和出水口的水流通道，然后作出進(jìn)水口處壓力平衡口，即完成下殼體的制作。如圖313所示。圖3133.5雙聯(lián)齒輪的造型設(shè)計(jì) 雙聯(lián)齒輪的設(shè)計(jì)不同于

24、普通的單個(gè)齒輪，由于聯(lián)接在一起的兩個(gè)齒輪的參數(shù)等有所不同，因此在設(shè)計(jì)中可以將聯(lián)接的兩個(gè)齒輪當(dāng)作單個(gè)齒輪單獨(dú)設(shè)計(jì)，然后將其作為組建裝配在一起成為雙聯(lián)齒輪。其主要設(shè)計(jì)步驟如下：1、設(shè)定齒輪參數(shù)，如圖315所示，在front面上由外至內(nèi)依次繪制4個(gè)同心圓。并應(yīng)用工具菜單，進(jìn)行添加關(guān)系，如圖316所示然后添加齒輪齒形漸開(kāi)線方程式如圖317所示，作出如圖314所示的齒輪。圖314 齒輪效果圖圖315 齒輪參數(shù)設(shè)定圖316 齒輪關(guān)系設(shè)定圖317 齒輪齒形漸開(kāi)線方程式2、雙聯(lián)齒輪另一齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程，只需在剛才所作的齒輪參數(shù)里面修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如圖318，然后重新生成，得出齒輪效果圖，如圖319。圖318 齒輪

25、參數(shù)設(shè)定圖319 齒輪效果圖3、雙聯(lián)齒輪中間連接部分的設(shè)計(jì)采用旋轉(zhuǎn)作出，如圖320所示，然后新建組件，將兩個(gè)齒輪裝配起來(lái)，得到雙聯(lián)齒輪的效果圖，如圖321所示。 圖320 雙聯(lián)齒輪中間體圖321 雙聯(lián)齒輪效果圖第四章 閥體的總裝在閥體的裝配過(guò)程中，以三根軸為基準(zhǔn)，先將各個(gè)軸上的組件裝配好，然后應(yīng)用軸向定位將這三個(gè)組件裝配在一起，最后再安裝殼體。其工程圖如圖41所示。其裝配總圖如圖42所示，分解圖如圖43所示。在裝配過(guò)程中，由于所作的彈簧是在沒(méi)有受力情況下的位置，當(dāng)裝配到組裝圖上時(shí)，彈簧將伸出到閥體之外，因此，在裝配的時(shí)候，可以應(yīng)用一個(gè)高度減小后的彈簧進(jìn)行安裝。嚙合齒輪的安裝，應(yīng)該根據(jù)其嚙合點(diǎn)的

26、位置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)，使一對(duì)嚙合的齒輪不發(fā)生干涉。圖41 定量閥的總裝工程圖 圖42 定量閥總裝效果圖圖43 定量閥總裝分解效果圖第五章 總結(jié)與展望5.1 總結(jié)在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)及其論文的寫作過(guò)程中，主要進(jìn)行了以下方面的工作：1、對(duì)定量閥的市場(chǎng)需求及現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行了調(diào)查分析，分析所要設(shè)計(jì)的定量閥的市場(chǎng)前景，并制定出本次設(shè)計(jì)的基本方案；2、用pro/engineer 三維造型設(shè)計(jì)軟件，完成10m3機(jī)械式定量閥的零件及組件的造型設(shè)計(jì)；3、分析所設(shè)計(jì)的10m3機(jī)械式定量閥的工作原理及應(yīng)用；4、分析了10m3機(jī)械式定量閥的改裝及綜合利用。此次所設(shè)計(jì)的10m3機(jī)械式定量閥是一種適應(yīng)生產(chǎn)生活需要的流量控制閥，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

27、單，安裝方便，成本低廉，而且不需要有其他的動(dòng)力控制，只依靠水流的動(dòng)力來(lái)帶動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，節(jié)約了動(dòng)力來(lái)源的成本。在傳動(dòng)方面，主要是依靠齒輪減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力的傳動(dòng)。齒輪減速機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)所需的傳動(dòng)比，工作性能可靠，傳動(dòng)效率高。在材料選用方面，主要考慮水流壓力不是很大，因此對(duì)定量閥的主要零件均采用高密度聚乙烯工程塑料制成，生產(chǎn)、安裝方便，且在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不需要潤(rùn)滑。5.2 對(duì)定量閥應(yīng)用的展望閥在液壓系統(tǒng)中起控制作用，主要是控制和調(diào)節(jié)流體的流動(dòng)方向、壓力和流量，以滿足執(zhí)行元件所需的啟動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)方向、力和力矩、速度或轉(zhuǎn)速、動(dòng)作順序和克服負(fù)載等要求，從而使系統(tǒng)按照指定的要求協(xié)調(diào)的工作。作為動(dòng)力元件的泵，是把

28、輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為液體或氣體的壓力能再輸出到系統(tǒng)中去，為執(zhí)行元件提供動(dòng)力?？梢詫⒈敬嗡O(shè)計(jì)的定量閥與泵聯(lián)合起來(lái)使用，成為定量泵。從而可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉的定量取水，工廠水源的定量控制等。5.3 心得體會(huì)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文的寫作，是對(duì)我大學(xué)四年期間所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)與大檢測(cè)。通過(guò)對(duì)10m3定量流量閥的三維造型設(shè)計(jì)及論文的撰寫，我發(fā)現(xiàn)了很多以前學(xué)習(xí)過(guò)程中遺留下的問(wèn)題，并通過(guò)進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)和大量資料的查閱，使我對(duì)以前所學(xué)專業(yè)課程有了更好的鞏固，并擴(kuò)大了知識(shí)面，學(xué)到了更多的知識(shí)，同時(shí)液培養(yǎng)了我獨(dú)立解決問(wèn)題、獨(dú)立完成工作的能力。本次設(shè)計(jì)及論文主要針對(duì)定量流量閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理做了深入的學(xué)習(xí)研

29、究。在設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用pro/engineer等軟件對(duì)流量閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，使我對(duì)pro/engineer 軟件有了更深刻的認(rèn)識(shí)，更深刻的領(lǐng)悟了pro/engineer軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征的實(shí)體模型化、單一數(shù)據(jù)庫(kù)、行為建模技術(shù)的特點(diǎn)。同時(shí)也鍛煉了我對(duì)pro/engineer制圖軟件的應(yīng)用，強(qiáng)化了對(duì)各基本功能的應(yīng)用操作，同時(shí)增強(qiáng)了我的識(shí)圖能力，對(duì)一些復(fù)雜零件的造型所用到的新功能進(jìn)行了新的學(xué)習(xí)，得到了很大的收獲。在大量的查閱資料過(guò)程中，使我更清醒的認(rèn)識(shí)到我國(guó)水資源的緊缺現(xiàn)狀，以及農(nóng)業(yè)水利中所存在的問(wèn)題，我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉要求有更多更節(jié)能的設(shè)備，這也是我們?cè)谝院蠊ぷ髦兴鶓?yīng)該努力的方向。此次所設(shè)計(jì)的

30、定量閥在農(nóng)業(yè)灌溉控制、飲料行業(yè)的定量罐裝方面起著重要的作用，在生產(chǎn)實(shí)踐中可以根據(jù)需要進(jìn)行改裝，以發(fā)揮更大的作用。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)及論文的完成，首先要感謝我的母校西北農(nóng)林科技大學(xué)對(duì)我的培育之恩，其次要感謝機(jī)械與電子工程學(xué)院為我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。在此次設(shè)計(jì)及論文完成過(guò)程中，朱琳老師給與了我多方面的指導(dǎo)，在此也對(duì)朱琳老師表示深深的謝意，通過(guò)本次設(shè)計(jì)及論文我學(xué)到了許多新的知識(shí)。在三個(gè)多月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，我以最端正的工作態(tài)度，以最大的工作熱情投入到本次論文的寫作，對(duì)設(shè)計(jì)及論文也經(jīng)過(guò)了多次修改，終于比較順利的完成了此篇論文，但學(xué)習(xí)中仍然存在有不夠深入的地方，論文的寫作難免有一些瑕疵，請(qǐng)各位老師予以批評(píng)指

31、導(dǎo)。 在此次實(shí)習(xí)及論文完成過(guò)程中多次遇到一些問(wèn)題，得到了朱琳老師的大力支持與多方面指導(dǎo)。朱琳老師提出了許多寶貴的意見(jiàn)，并耐心的給我指導(dǎo)。老師豐富的知識(shí)，敏銳的洞察力，給予了我很大的幫助，同時(shí)，也在此次設(shè)計(jì)及論文中讓我感受到母校老師偉大的人格魅力，在此，特向母校的老師們說(shuō)聲“謝謝”以此代表我深深地謝意！另外，還要感謝在這過(guò)程中幫助過(guò)我的同學(xué)，謝謝你們的支持和幫助！同時(shí)也非常感謝國(guó)家節(jié)水灌溉楊凌研究中心提供的一些技術(shù)資料！參考文獻(xiàn)1 邱宣懷編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社. 1997.2 孫恒 陳作模主編. 機(jī)械原理. 高等教育出版社. 2001.3 龔桂義等編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū). 人民教

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