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1、 安徽工业高校毕业设计(论文)任务书课题名称基于Pro/E的离心泵涡道三维建模学 院 机械工程学院专业班级 机118班姓 名 刘 良 涛学 号 119054487毕业设计(论文)的主要内容及要求：1. 中英文献检索与综述，涉及离心泵及蜗壳的相关文献；2. 参照离心泵蜗壳等的涉及方案计算蜗壳梯形断面的相关数据，并绘制出蜗壳的平面图；3. 利用Pro/E软件绘制得到蜗壳的三维模型；4. 为了便于设计，本次设计的离心泵为低比转速类型；5.说明书30-40页、不少于15000字、5000字的英文文献翻译、300字中英文摘要。设计图纸折合A0图纸3张（含一张手绘A0）。指导老师签字： 填写说明：任务书封
2、面请用鼠标点中各栏目横 线后将信息填入，字体设定为楷体GB2312、四号字；在填写毕业设计（论文）内容时字体设定为楷体GB2312、小四号字。摘 要分析了目前离心泵蜗壳在三维模型设计中存在的问题,采纳Pro/E 零件模块和曲面造型模块的三维造型功能和实体转换特征,采纳了离心泵蜗壳实体模型构造和探讨的方法,为离心蜗壳的三维模型设计与生成精确的工程图之间供应了一种新思路。通过对离心泵蜗壳流道八个过水断面几何形态分析，建立了各过水断面几何尺寸的数学模型,采纳计算机协助设计，从而设计出优秀的泵蜗壳水力模型,提高了泵的效率指标，为泵蜗壳八个过水断面的设计供应了理论依据。然后利用Pro/E的草绘截面和边界
3、混合生成蜗壳的三维形态。生成的Pro/E 参数化图形直观、简洁、形象，便于修改设计和对产品进行系列化设计。 为采纳有限元分析方法和流体动力学分析方法进一步探讨离心泵蜗壳供应了实体模型.关键词： 离心泵蜗壳； 边界混合； 三维建模； Pro/EAbstract The main problems in three-dimensional modeling design for spiral casing of centrifugal pump were analyzed ,and the design and study method for spiral casing modeling wer
4、e discussed.Adopting parts module ,curve structure module and transform design deriving engineering drawings were solved.Through the volute of a centrifugal pump flow analysis of eight cross section geometry, establishing the mathematical model of the cross section geometry, computer-aided design an
5、d design excellent hydraulic model pump volute, improves the efficiency of pump indicator for pump volute eight cross section provides a theoretical basis for the design. Then use Pro/E volute of the sketched section and boundary blend to generate three dimensional shapes. The parameterized drawings
6、 derived by Pro/E are easily to be modified for series designs,which offfers a new feasible modeling design.Method for spiral casing .An entity model for futher study with finite-element and hydro-dynamic methods is avaiable.Key words: centrifugal pump volute; joint border; three-dimensional modelin
7、g ; Pro/E目 录1绪论11.1探讨背景11.2探讨目的11.3探讨意义11.4国内外探讨现状11.5探讨内容22 离心泵概述32.1离心泵的工作原理32.2 离心泵的主要部件32.2.1 吸水室42.2.2 叶轮42.2.3 压水室42.2.4结构部件42.3离心泵的应用52.3.1给水排水及农业工程52.3.2工业工程52.3.3航空航天和航海工程62.3.4 能源工程62.3.5车辆系统用离心泵73 离心泵设计参数83.1流量q83.2扬程H83.3转速n84 压水室的水力设计94.1压水室的作用94.2螺旋形压水室94.2.1压水室的工作原理104.2.2涡室的主要结构参数及设计
8、（速度系数法）115螺旋形涡室的绘图步骤176 离心泵蜗壳水力设计206.1 设计实例1206.1.1比转数的计算206.1.2叶轮出口宽度206.1.3叶轮外径206.1.4基圆D3206.1.5涡室入口宽度206.1.6涡室隔舌安放角206.1.7涡室断面面积的确定206.1.8涡室扩散管的设计216.1.9八个断面的相关数据226.1.10基于Pro/E的离心泵蜗壳三维建模过程236.2设计实例2286.2.1比转数的计算286.2.2叶轮出口宽度286.2.3叶轮外径296.2.4基圆D3296.2.5涡室入口宽度296.2.6涡室隔舌安放角296.2.7涡室断面面积的确定296.2.
9、8涡室扩散管的设计306.2.9八个断面的相关数据306.2.10基于Pro/E的离心泵蜗壳三维建模过程327总结与展望34致 谢36参考文献371 绪论1.1探讨背景 离心泵是一种用量最大的水泵，在给水排水及农业工程、固体颗粒液体输送工程、石油及化学工业、航空航天和航海工程、能源工程和车辆工程等国民经济各个部门都有广泛的应用。由于应用场合、性能参数、输送介质和运用要求的不同，离心泵的品种及规格繁多，结构形式多种多样。从流体力学角度分析，影响离心泵工作效率的主要部件是离心叶轮和离心蜗壳。随着CAD和CAM技术的广泛应用，离心叶轮和离心蜗壳的设计过程正逐步由二维向三维参数化设计设计转变。不但加快
10、新产品的设计进程和提高产品的设计质量，而且有利于产品的系列化和通用化设计。有关离心泵的叶轮设计技术目前已有报道，但有关离心泵蜗壳三维模型设计技术还不够完善。1.2探讨目的 通过对离心泵蜗壳的设计，可以知道蜗壳的水力损失占整个泵中的损失的很大一部分，为此通过对蜗壳的设计参数的修改可以削减水力损失。并尽可能使水流量轴对称从而提高运行的稳定性。调整蜗壳设计参数提高离心泵的工作效率。1.3探讨意义 蜗壳是离心泵重要的过流部件,蜗壳对于泵的效率指标有很大影响。蜗壳的水力损失大小关键取决于流道八个过水断面的几何形态及几何尺寸的精确度。传统的设计方法是用求积仪法或按比例在方格纸上绘形,然后再计算方格数来确定
11、断面面积,其过水断面的几何形态不志向。传统设计方法的缺点是反复试凑,费工费时,精确度很不简洁保证,一般只能达到97%98%,导致蜗壳内液体流速不匀称,增加了蜗壳流道内的水力损失,使泵的效率指标很难得到提高.依据设计的蜗壳流道过水断面几何形态及几何尺寸计算公式采纳计算机协助设计,减轻了计算工作量,而且过水断面面积的精确度可接近百分之百,提高了泵的效率指标。并克服了方格纸上反复试凑、费工费时、精确度很难保证的缺点。该设计程序适用于清水离心泵、离心式污水泵、离心式杂质泵和离心式潜水泵蜗壳流道过水断面几何尺寸的设计。1.4国内外探讨现状 我国泵工业起步于20世纪初,由于多年斗争劫难,基本处于停滞状态。
12、新中国成立后,早期主要吸取前苏联泵技术,在当时的特定历史条件下推动了泵的发展。接着不少泵行业厂在农业排灌、电站、矿山、石油、化工及军工配套等方面研制出较高水平的新型泵.改革开放以来,伴随着中国经济的飞速发展,泵业也得到长足的发展。关键泵产品从部分进口到现在基本全部国化。由于引进产品和KSB等闻名企业的进入,我国泵的生产实力显著提高。国民经济部门的主要关键用泵基本上都可以生产。例如:钢厂高压除磷泵;南水北调工程用大型调水泵;矿用大流量高扬程排水泵;电厂用烟气脱硫泵等。以CAD为主的新技术广泛应用，泵的模具、叶片和重要零件起先用数控机床加工,从而可以提高泵的制造质量。泵水力设计与绘型软件渐渐代替人
13、工计算和绘图。泵内流场计算近年计算流体动力学(Computa-tionalFluidDynamics),简称CFD问世,为流体机械流场计算供应了新的思路和手段。用CFD进行流场计算,首先要把计算区域画成三维实体,然后生成网格(GridGen-eration),再用商用CFD软件Fluent等进行计算。国外工业发达国家的水泵行业起步较早,经过几个世纪的更新与发展,无论在技术、性能还是品种上都日趋完善。泵传统产业的不断创新,近年来,化工、石油化工、电站、矿山和船舶等工业对泵的需求日益增长,促进了泵技术的发展。泵的品种规格繁多,并向大型化、高速化的方向发展。今日,全人类提出可持续发展战略,泵产品更加
14、强调了环保要求。随着新技术要求,国外作为传统产业的泵技术不断进步。20世纪初,首先在英国开发了无泄漏屏蔽泵;20世纪中期美国开发了高速部分流泵。高温、高压泵日益向大型化,高牢靠性发展。特殊材料泵,如陶瓷泵、石墨泵、塑料泵以及锆、钛等珍贵合金泵也应运而生。继而在水力设计、诱导轮探讨、新材料、新工艺、CAD、CAM等方面有了更新发展。美、德、日等国家在长期的泵生产、运用中,建立了一整套完善的标准体系。从而获得更高的效益。国外先进泵制造业,还体现在标准化、系列化、通用化、模块化、便于生产管理,便于用户维护。泵的无级调速,集中限制,各类温度传感器和压力传感器,模拟可视化,实时监控等机电一体化技术得到广
15、泛的应用。1.5探讨内容 依据国内外探讨现状及存在问题，本探讨重点在于用Pro/E对离心泵进行三维模型设计。运用了Pro/E里的草绘以及边界混合进行三维建模。采纳速度系数法计算出八个过水断面的相关数据，然后运用Pro/E进行绘图。2 离心泵概述2.1离心泵的工作原理 泵是以液体为工作介质，把原动机的机械能转换为液体能量的机械。在离心泵中，能量转换是在带有叶片的转子及连续绕流叶片的液体介质之间进行的，叶片与液体介质之间的作用力是惯性力。原动机通过泵轴带动叶轮旋转，对液体做功使其能量增加，从而使液体从洗液池经泵的过流部件输送到要求的高度或要求有压力的地方。图2-1所示是一个简洁的离心泵装置，泵内充溢液体，启动离心泵，原动机带动叶轮旋转，叶轮高速转动驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时在叶轮入口处压力下降，吸液池（罐）内的液体在外界大气压力与叶轮入口处压力的压差作用下进入叶轮。在这一过程中，叶轮中的液体绕流叶片，在绕流运动中液体作用一升力于叶片，反
