自吸旋涡泵的设计.doc

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1、自吸旋涡泵的设计学生姓名： 指导老师： 摘 要旋涡泵就是靠旋转叶轮对液体的作用力，在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能以实现输送液体。旋涡泵是一种高压泵，清水泵。旋涡泵的叶轮为一等厚圆盘，在它外缘的两侧有很多径向小叶片。在与叶片相应部位的泵壳上有一等截面的环形流道，整个流道被一个隔舌分成为吸、排两方，分别与泵的吸、排管路相联。泵内液体随叶轮一起回转时产生一定的离心力，向外甩入泵壳中的环形流道，并在流道形状的限制下被迫回流，重新自叶片根部进入后面的另一叶道。因此，液体在叶片与环形流道之间的运动迹线，对静止的泵壳来说是一种前进的螺旋线；而对于转动的叶轮来说则是一种后退的螺旋线。旋涡泵即因液体的这

2、种旋涡运动而得名。液体能连续多次进入叶片之间获取能量，直到最后从排出口排出。旋涡泵的工作有些像多级离心泵，但旋涡泵没有像离心泵蜗壳或导叶那样的能量转换装置。旋涡泵主要是通过多次连续作功的方式把能量传递给液体，所以能产生较高的压力。在能量传递过程中，由于液体的多次撞击，能量损失较大，泵的效率较低，一般为2050%。旋涡泵只适用于要求小流量（140米3/时）、较高扬程（可达250米）的场合，如消防泵、飞机加油车上的汽油泵、小锅炉给水泵等。旋涡泵可以输送高挥发性和含有气体的液体，但不应用来输送粘度大于7帕秒的较稠液体和含有固体颗粒的不洁净液体。旋涡泵的特点流量小，扬程高，具有自吸功能，可用来输送粘度

3、小于5度E的无固体颗粒及其类似于水的液体。过流部件还有不锈钢等材质可用来输送酸、碱类有腐蚀性的液体。输送介质温度为-20+80度。从结构可分为;单级、双级、多级；直联形式等。在此次毕业设计任务及目标中我绘制25WB-30型漩涡泵设计图纸包括总装配图和各种零件图。撰写设计论文，保质保量完成毕业设计任务, 设计论文内容合理、基本正确。设计图纸基本符合生产和制造工艺，具有较高的可制造性；本次设计对漩涡泵特性及相似理论的应用进行了学习并探讨。通过分析转速ns和效率以及流道设计对泵性能曲线影响的对比试验 ，阐述泵性能变化规律。推导出旋涡泵直径D，出口直径d等计算方法公式。 关键字：旋涡泵 设计 创新vo

4、rtex pump designStudent: Advisor: Abstract The vortex pump is by the force of the rotating impeller on the liquid, the impulse to pass kinetic energy to achieve the transport liquid to the liquid in the direction of liquid movement. Vortex pump is a high-pressure pump, water pump. Vortex pump impell

5、er for a first-class thick disk, and a lot of small radial blades in its outer edge on both sides. Flow in first-class section of the ring and leaves the corresponding parts of the pump casing, the entire flow channel is separated from a tongue points to become sucked row the two sides, respectively

6、, and the pump suction and exclusive piping associated. Liquid with pump impeller with rotary centrifugal force, thrown out into the pump casing in the annular flow channel, and under the restrictions of the shape of the flow channel was forced to reflux, and re-enter from the blade root behind the

7、other blade channel. Therefore, the movement traces of the liquid between the blades and annular flow channel for the stationary pump casing is a forward helix; rotating impeller is a backward spiral. Vortex pump that got its name due to this vortex motion of the liquid. The liquid can repeatedly en

8、ter the blade between access to energy, until finally discharged from the outlet. Vortex pump, somewhat like a multi-stage centrifugal pump, vortex pump is not like a centrifugal pump volute or guide vanes as energy conversion devices.Vortex pump through multiple consecutive successful energy transf

9、er to the liquid, they are able to produce high pressure. Liquid repeatedly hit in the process of energy transfer, energy loss, low efficiency of the pump, generally 20 to 50 percent. Vortex pump is only applicable to the requirements of the small flow (1 to 40 m / h) and higher lift (up to 250 m) o

10、f the occasions, such as fire pumps, aircraft refueling vehicle fuel pump, a small boiler feed pump. The vortex pump can transport highly volatile and gas-containing liquid, but should not be used to transport the viscosity of greater than 7 Pa sec a more viscous liquid containing solid particles un

11、clean liquids. The characteristics of the vortex pump flow, head high, with self-priming function can be used for the transmission of less than 5 degrees E no solid particles and water-like liquid viscosity. Flow parts, stainless steel and other materials used for the transmission of acid, alkali, c

12、orrosive liquids. The transmission medium temperature -20 to +80 degrees. From the structure can be divided into; single-stage, dual-stage, multi-level; Direct form. In the graduation project tasks and goals, I draw 25WB-30 whirlpool pump design drawings including the general assembly drawings and p

13、arts diagram. Write a design paper, the quality and quantity to complete the graduation design task, design thesis is basically correct. Design drawings in line with production and manufacturing processes, with high manufacturability; the design of the whirlpool pump characteristics and the applicat

14、ion of similarity theory to learn and explore. By analyzing the speed ns and efficiency, as well as the flow channel design on the comparative test of the influence of pump performance curves to explain the variation of pump performance. Deduced vortex pump diameter D, the outlet diameter d calculat

15、ion formula. Keywords: Vortex pump; design; innovation;目 录摘 要iAbstractii目录iv第一章 绪论111旋涡泵概论112旋涡泵发展趋势2第二章 旋涡泵421旋涡泵的结构特征422旋涡泵的基本参数423旋涡泵的分类和结构形式5第三章 25w-30漩涡泵工作设计计算631设计计算条件及公式732 25w-30旋涡泵设计技术指标及设计计算10321旋涡泵的指标10322旋涡泵的参数公式1033轴的结构设计1234电机的选择13341 Y系列小型单相异步电动机13342 系列小型单相异步电动机的安装及外形尺寸1435载荷计算1436键的

16、选择计算1437 轴承的选用1638轴的校核计算1838密封的选择18第四章 总结20参考文献21致谢22第一章 绪论11旋涡泵概论旋涡泵（也称涡流泵）是一种叶片泵。主要由叶轮、泵体和泵盖组成。叶轮是一个圆盘，圆周上的叶片呈放射状均匀排列。泵体和叶轮间形成环形流道，吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。吸入口与排出口之间有隔板，由此将吸入口和排出口隔离开。我们将泵内的液体分为两部分：叶片间的液体和流道内的液体。当叶轮旋转时，在离心力的作用下，叶轮内液体的圆周速度大于流道内液体的圆周速度，故形成环形流动。又由于自吸入口至排出口液体跟着叶轮前进，这两种运动的合成结果，就使液体产生与叶轮转向相同的“纵向

17、旋涡”。因而得到旋涡泵之名。需要特别指出的是，液体质点在泵体流道内的圆周速度小于叶轮的圆周速度。在纵向旋涡过程中，液体质点多次进入叶轮叶片间，通过叶轮叶片把能量传递给流道内的液体质点。液体质点每经过一次叶片，就获得一次能量。这也是相同叶轮外径情况下，旋涡泵比其它叶片泵扬程高的原因。并不是所有液体质点都通过叶轮,随着流量的增加，“环形流动”减弱。当流量为零时，“环形流动”最强，扬程最高。由于流道内液体是通过液体撞击而传递能量。同时也造成较大撞击损失，因此旋涡泵的效率比较低。旋涡泵就是靠旋转叶轮对液体的作用力，在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能以实现输送液体。水的提升对于人类生活和生产都十分重

18、要，古代已有各种提水器具，如埃及的链泵（前17世纪）、中国的桔槔（前17世纪）、辘轳（前11世纪）、水车（公元1世纪） ，以及公元前3世纪古希腊阿基米德发明的螺旋杆等。随着各种先进技术的应用，泵的效率逐步提高，性能范围和应用也日渐扩大，而旋涡泵的产生比较晚，在20世纪20年代. 它的结构原理是在1923年由FWKrogh提出，他把皮托管的原理推广应用于泵的设计上，故称为皮托泵.第一台利用皮托管原理研制的泵是开式的，有许多缺陷。直到20世纪20年代后；人们才研制出了闭式皮托泵。第二次世界大战爆发后，德国和英国为开发火箭和导弹开始研制旋喷泵。随着二战的结束，旋喷泵的研究陷入低谷。直到20世纪60年

19、代，人们发明了封闭转轮和封盖，这二者组成了一个径向的旋转叶轮才使得旋涡泵开始发展起来，并最终形成了当前的基于皮托管原理的旋涡泵模型。20世纪60年代的美国出现了旋涡泵的专利，到70年代，Kobe公司生产出了第一台商用旋涡泵，从此旋涡泵开始走向市场，逐渐被人们所接受。此后七、八十年代在国际上出现了一段关于旋喷泵的专利高潮。在国外，旋喷泵已具有比较令人满意的性能。图1.1 旋涡泵12旋涡泵发展趋势 台尔的假说是对旋涡泵工作原理进行研究的基础。在此基础上，后人把旋涡理论发展成为纵向旋涡加径向旋涡理论。这种理论认为：叶轮旋转时，液体按叶轮的旋转方向沿着流道流动。进入叶轮叶片间的液体，受叶片的推动，与叶

20、轮一起运动，因而其圆周分速度可认为与叶轮的圆周分速度相同。离心力的大小与圆周速度的平方成正比，所以由于叶片间液体的圆周分速度大于流道内液体的圆周分速度，作用于叶片间液体的离心力大于流道内液体的离心力，因而在轴面内形成了纵向旋涡。液体依靠纵向旋涡在流道内每经过1 次叶轮就得到1 次能量，所以旋涡泵扬程高于一般叶片泵。关于径向旋涡，有人认为是由于叶片进口部分的冲角很大，因此液体产生脱流，脱离叶片表面形成旋涡。旋涡泵具有以下特点：旋涡泵具有以下特点：(1) 旋涡泵的使用范围是小流量和高扬程场合，填补了离心泵类的不足，并成为离心泵类在小流量范围的延续。旋涡泵比转数一般小于40，采用比转数超过40 的旋

21、涡泵在经济上并不合算，因为它在这个范围内的效率远远低于离心泵的效率。(2) 旋涡泵结构简单、紧凑，易于加工，制造成本低。(3) 旋涡泵直接具有自吸能力或借助于简单装置即可实现自吸。(4) 旋涡泵具有陡降的扬程流量和功率流量曲线，因而对系统中的压力波动不敏感。(5) 部分旋涡泵可以实现液气混输。这种旋涡的矢量方向与叶片的进口边平行，所以称为径向旋涡。径向旋涡随时间而增大，周期性地脱离叶片被液流带走。对于一般旋涡泵，径向旋涡被带入流道内的可能性不大，因而径向旋涡的作用很小。也有人认为，径向旋涡不仅产生在叶轮进口处，同样产生在叶轮内部，作用固然比纵向旋涡小，但由于它是在侧通道的整个径向宽度上起加速作

22、用，还是值得重视的。但是按照旋涡理论的假说，将旋涡泵的工作过程当作一个多级离心泵的工作过程。根据离心泵的理论计算，液体经过叶轮1 次所增加的扬程， 再乘上液体流经的叶轮的次数，就得到旋涡泵的扬程。由于旋涡泵的工作过程是靠纵向旋涡传递能量， 造成了大量的能量损失，与离心泵的工作过程不同，所以按照这种假说来计算旋涡泵的扬程是不正确的。1932 年，德国科学家希米德亨和前苏联的学者们，几乎同时用动量交换假说来解释这不可避免的损失。旋涡泵在工作时，由于纵向旋涡的原因，从流道半径小的地方吸入液体，在半径大的地方压出液体。液体流经叶轮时得到了很大的圆周速度，这个速度比流道内的液体速度要大。当流出叶轮的高速

23、液体与流道内的低速液体混合时，在流道中产生与叶轮旋转方向相同的撞击，实现能量的传递。因为在这里传递能量的方式是从叶轮中流出的，速度大的液体质点撞击流道中速度小的液体质点，故产生大量的能量损失。能量交换假说对于从叶轮中流出的液体的动能变换成压力能所带来的损失估计的过分，而对于其他能量损失则又估计不足。当液体流经叶轮时，动能增加，同时压力能也增加。因此，液体流经叶轮时所增加的理论扬程等于动扬程和势扬程之和。动扬程的一部分变换为势扬程（压力），这是有效的部分；而另一部分则像能量交换假说所讲的那样损失掉。但是能量交换假说一点也没有提到势扬程的部分，这是它的不足之处。旋涡泵的发展趋势：(1) 采用PIV

24、 等先进测试技术研究旋涡泵内部的实际流动状况，为理论分析提供试验依据。(2) 采用CFD 技术进一步深入研究和数值模拟旋涡泵内部流动过程，完善旋涡泵的内部流动理论，并通过建立内部流动模型， 推导实用且比较精确的特性方程式。(3) 分析各过流部件对泵性能的影响，提高旋涡泵的效率，并建立完整的设计理论与方法。(4) 运用现代水泵设计方法进行优化设计。第二章 旋涡泵 21旋涡泵的结构特征旋涡泵由叶轮、泵壳和轴封等组成。工作时，见下图2.1，被送液体一般由径向进入旋涡泵内，并充满泵壳的环形流道，旋转的叶轮将原动机的能量传递给被送液体，压力增高后再由径向排出管排至泵的输出管路。在吸入管和排出管之间，有“

25、隔壁以间隙密封，阻止被送液体由排出(高压)区回流到吸入(低压)区。如图2.1所示，被送液体在旋涡泵中通过两个环流获得能量，当叶轮内与叶轮一起旋转的液体的圆周线速度大于叶轮两侧流道内随叶轮旋转的液体的圆周线速度时，在这两部分液体之间离心力差的作用下产生纵向环流；同时，叶轮旋转时，叶轮叶片的工作面和背面的压力差又产生另一方向的环流。这两种环流的合成使被送液体在从吸入口进入泵后，随叶轮转动到排出口的过程中，多次进入和流出化工泵叶轮，每进、出一次叶轮便获得一次能量，液体最终获得的能量为多次得到能量的叠加。因此，旋涡泵有较高的扬程。 图2.12.2旋涡泵的基本参数1.流量泵的流量是指单位时间内泵所抽送液

26、体的数量。通常，泵的流量用体积计，以Q表示，单位（）、（）、（）也可以用重量计，以G表示，单位（）、（）、（ ）。2.扬程泵的扬程是指单位重量的液体通过泵所增加的能量，以H表示，其单位用所抽的液体的米液柱高表示（m）。3.转速泵的转速指泵转子每分钟旋转的圈数，以n表示，其单位为（）。4.功率泵的功率又称泵的轴功率，是原动机传给泵的功率，以P表示，其单位为kW或PS。流过流动泵的液体在单位时间内从泵中获得的能量称为有效功率，以Pe表示，则。5.效率泵的效率是指泵的有效功率和轴功率的比值，以表示。2.3分类与结构形式目前国内外生产的旋涡泵品种很多：(1)按叶轮的类型分类闭式叶轮 如图2-2所示，液

27、体由叶轮的外缘(大直径处)进入叶轮。具有这种构形式的旋涡泵扬程曲线较陡，在相同叶轮圆周速度下扬程为开式泵的1.53倍，效率0.30.5，体积较小。但汽蚀性能偏低，在没有附加气水分离装置之前没有自吸能力，不能气液混输：图2.2 闭式叶轮的常见击中形式开式叶轮 图2-3所示为常用的开式叶轮，液体自叶轮侧面(小直径处)进入叶片间，叶片中心线处没有隔板。具有这种叶轮形式的旋涡泵汽蚀性能较高，可以做成自吸泵和气液混输泵，但体积较大，效率低(=0.20.4)。图2.3(2)按流道和排出口的相对位置分类 开流道旋涡泵 如图2-4（a)所示，开流道形式一般与闭式叶轮配合使用，在没有装附加装置之前没有自吸能力，

28、不能进行气液混输，但效率高结构简单。图2.4排出口为开流道的旋涡泵 如图2-4(b)所示，一般与开式叶轮配合使用，本身不具有大流量自吸泵自吸能力，加上辅助闭流道或串联辅助叶轮后可以自吸和气液混输，这种流道形式使用较少。 向心流道旋涡泵 如图2-4(c)所示，本身具有自吸和气液混输性能，效率较闭流道旋涡泵稍高，但制造比较困难，其典型结构如图4-31所示。 闭式流道旋涡泵 如图2-4(d)所示，一般与开式叶轮配合使用。本身具有双吸式自吸泵和气液混输的性能，但效率较低。(3)按流道与叶轮的相对位置分类 按流道与叶轮的相对位置可分为外围流道式、外围双侧边流道式、外围单侧边流道式、双侧边流道式和单侧边流

29、道式。除以上分类外，还可以按安装位置分为立式、卧式。按级数分为单级、多级等形式。第三章漩涡泵工作设计计算 3.1设计计算条件及公式1.设计泵参数：型号：流量：扬程：转速：效率：直径： 2.扬程定义：（H）E能=势能+动能+压力能，单位M，其中压力能的转换是 (水）。 (3.1) (3.2) (3.3)3.转速的选定：转速高相对来说效率高，体积小，重量轻，所以我们尽量选择高转速，但对于旋涡泵来说，当转速高的时候，气体的气泡在泵内分得更小，气体和液体混合物就更细更均匀，液气分离就难，自吸性能受影响。这次毕业设计我选择的电动机转速为n=2820r/min，因为我国的发电站一般发电机是3000r/mi

30、n，我们的电机属于二级电机。4.比转速公式： (单级旋涡泵) (3.4) (多级旋涡泵) (3.5)式中 ： 流量（）；H 扬程（m）；n转速（）；5.功率：（KW） (3.6)6.结构的选择： 根据汽蚀的性能要求，是否自吸或者液气混输，是单级还是多级等因素，决定叶轮及流道的形式以及泵的结构形式。7.叶轮的直径D公式计算：(m) (3.7) 扬程系数 扬程系数与比转速有和叶轮的型式有关。8.流道断面面积A的计算：流道内液体的平均速度与圆周速度有关，可以用下式计算： (3.8)外圆的圆周速度 （）； (3.9)其中 流道内的平均速度 （） =0.391， (3.10)A流道断面面积9.叶轮宽度b

31、的计算:流道断面型式和尺寸由叶轮的b按下式计算 (m) (3.11)速度系数下表 表3.1速度系数闭式叶轮开式叶轮0.5-0.60.55-0.65叶轮的宽度系数见下表 表3.2叶轮形式闭式（类梯形）开式（半圆形）流道尺寸a=0.3ba=0.35ba=0.6ba=0.7b系数k0.4610.4470.4310.3080.2960.28610.流道水力尺寸的确定：通常是根据流道断面的面积和流道的最佳尺寸比值来确定流道的各水力尺寸。闭式叶轮的水力尺寸：c=0.5b； h=b； a=（0.25-035）； r=0.5br根据铣刀半径直接决定。11.叶轮叶片数的选择：叶片数对泵的性能有很大的影响，随叶片

32、数的增加，扬程增加显著，但比较缓慢.当叶片数增加到一定数量后，便不起作用，一般取Z=24-60片为最佳。叶片数还要考虑叶轮的直径和叶片的制造方法。对于闭式叶轮，叶片最大半径上的间距与叶片的高度之比通常是0.6-1。12.叶片截面形状的确定：对于铣加工的闭式叶轮，通常等厚度的径向叶片，对于铸造的开式叶轮，可以采用梯形的截面的叶片。13.隔舌包角的确定：隔舌的宽度最小要大于两个叶片的间距，以保证有效的将隔开出口高压区和进口低压区。 (3.12)14.叶轮端面空刀处封密尺寸的确定：此尺寸的太小封密性能差，端面泄露较大；此尺寸太大，则加工量大，另外在小流量时，端面容易研磨，有时结构上也不允许太大，一般

33、在10-20，叶轮直径大可以取大一点，叶轮直径小可以取小一点。15.间隙和的确实：轴向间隙时泵体和泵盖与叶轮端面之间的间隙，也叫端面间隙.径向间隙时泵体隔舌与叶轮外径之间的间隙。这两个间隙对泵性能曲线的形状影响甚大，旋涡泵的容积损失主要是这两个间隙的泄露。通常在0.25-1之间，通常在0.5-1.5之间，大泵和多级泵取值最大。16进、出口管径d的确定：旋涡泵的管道的经济流速v通常是1-1.5 （m） (3.13)3.2旋涡泵设计技术指标及设计计算3.2.1旋涡泵的指标1.合理计算设计螺杆泵的传动机构，使之符合生产纲领要求2.正确选择技术参数，合理计算各个零件的尺寸以及选材3.设计合理加工工序，

34、使之有效率的投入生产3.2.2旋涡泵的参数公式根据旋涡泵参数及公式得出：1.泵的有效功率功率= (3.14)需要电机功率： （KW） (3.15)考虑安全系数，配套功率KW查实用中小电机手册，取 （KW），取 的标准功率。2比转速 (3.16)3.结构形式的选择因为没有特殊要求，比转数又在旋涡泵的比转数的范围内，所以设计泵的时候选择结构比较简单的一般悬臂式漩涡泵，选用闭式叶轮开式流道的断面。4.叶轮直径D计算 (3.17)其中 所以D=87.8取90mm。5.流道断面面积A的确定： (3.18) (3.19) (3.20) 6.叶轮的宽度b的确定：取a=0.35b 由表查得k=0.431 ，

35、(3.21)7.流道水力尺寸的确定根据最佳尺寸原则：c=0.5b=7.5mm h=b=15mm a=0.35b=5.25mm R=0.5b=7.5mm r根据洗到半径决定8.叶片数的确定叶片式是铣刀加工的，直接根据铣刀的分度盘，选z=40片，以便于加工.9.间隙确定轴向间隙=1mm 径向间隙=1mm10.进出口管径的确定： (3.22)3.3轴的结构设计本文在叶轮设计时已经根据转矩估算过轴的最小直径为14mm ，现在根据估算的最小直径、轮毂宽度及安装情况等条件，轴的结构及尺寸进行设计。轴上零件从左到右依次为：叶轮，连接体、转子，其中叶轮和轴用平键联接，在轴的左端要设计螺纹，用叶轮螺母联接。叶轮

36、的右端是机械密封，以保证液体的密封，防止液体进入电机内，烧坏电机，机械密封用防转销固定在轴上。连接体的后端为电动机的前端盖，需要对称安装一对深沟球轴承，右轴承轴肩定位。电动机轴上有转子，电机轴的末端安装有散热风扇。3.4电机的选用1.电机还分为单相电动机和三相电动机。2按结构及工作原理分类 根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。3按起动与运行方式分类 根据电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4按用途分类 可分为驱动用电动机和控制用电动机。5按转子的结构分

37、类 根据电动机按转子的结构不同，可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6按运转速度分类 根据电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。本次设计依据设计参数条件选定三相异步电动机的基本系列。三相异步电动机按电机尺寸大小可分为大型、中型和小型；按转子绕组型式可分为笼型和绕线型；按外壳防护等级又可分为IP44（封闭式）和IP23（防护式）3.4.1Y系列小型单相异步电动机根据机械设计手册知类别：小型系列代号：Y801-2防护型式：IP44中心高：80 mm转子绕组型式：笼型额定功率：0.75KW 额定

38、电压：220v额定频率：50HZ额定转速: 2820r/minY801系列单相异步电动机是一般用途的全封闭式自扇冷式笼型三相异步电动机，适用于驱动无特殊性能要求的各种机械设备，如金属切削机床、鼓风机、水泵.根据所选取的额定功率为0.75kw转速n=2820r/min。符合本设计要求。从实用中小电机手册第三章 表3-2查得机座号为132S-2 3.4.2Y系列小型单相异步电动机的安装及外形尺寸Y系列(80）三相异步电动机的外形尺寸由机械设计简明手册知机座号安装尺寸外形尺寸ABCDEFGHKABADACHDL80125100501940615.58010165210165170285主要参数：电机

39、输出端直径19mm。3.5 载荷计算公称转矩： T=9550 p/N =9550*1.1/2830=3.71Nm由表查得KA1.7，故由式得计算转矩为Tca=KaT=1.7*3.71=6.31 Nm，因电机输出端直径19mm。3.6键的选择计算键联接通常用来实现和轮毂之间的周向联接。经过计算连接叶轮端的轴的直径大于等于7.5mm便可符合要求，为了制造方便，将轴的直径定为19mm和点击的输出直径相同。这种联接结构简单拆卸方便工作可靠标准化程度高，应用非常广泛。键的截面尺寸通常根据轴的直径冲标准中选取。根据机械设计师手册上下册，有关键的尺寸标准，依据GB1096-1979查得图3.1图3.2轴径b

40、：19mm 键宽b：6mm 键高h：6mm c或r： 0.25-0.40mm 键长L：14-63mm 轴槽深t：3.5mm 毂槽深t：2.2mm 圆角半径：0.16-0.25mm3.7轴承的选用滚动轴承是机械工业重要基础标准件之一，广泛应用于各类机械。滚动轴承与滑动轴承相比，动轴承具有摩擦阻力小、效率高、起动容易、安与维护简便等优点。按照轴承主要承受的载荷方向，滚动可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类。向心轴承主要承受径向载荷，推力轴承主要承受轴向载荷，能同时承受轴向和径向载荷的向心推力轴承。根据查阅相关资料，我发现离心泵在工作时，既承受轴向载荷，也要承受径向载荷，所以选取向心推力轴承

41、。 首轴与电机输出轴直径相同为19mm，安装轴承体的轴近似估约20-30mm，根据机械手册表13-18深沟球轴承（GB/T301-1995）查得图3.3图3.4轴承尺寸mm: d=25 D=52 B=15 D1=30 D2=47基本额定载荷: Ca=14.91 C0a=10.01最小载荷数: 0.059极限转速: 脂润滑12000转 油润滑16000转轴承型号： 6205安装尺寸： D1=30 D2=47 3.8 轴的校核计算轴是离心泵中较为重要的部件，在设计好轴的各段直径后要对轴进行校核，如校核发现轴的直径无法满足强度条件，则需要加大直径重新设计后再次校核。根据以前学习的理论力学和机械设计的

42、知识可知，轴的强度计算大约有一下三种方法：、按转矩计算，此方法对于仅传递转矩、不受弯矩（或弯矩较小）的轴，可按转矩计算轴的直径。对于受转矩和弯矩作用的转轴，实际工程设计中，常用此法作直径的粗略估算。、按当量弯矩计算 对于同时受转矩和弯矩的轴，可以按材料力学中的当量弯矩进行强度计算，但用这种方法计算必须知道轴上作用力的大小、方向和作用点的位置以及轴承跨距等要素。、安全因数校核计算 安全因数校核计算是在轴的结构设计和按当量弯矩计算基础上，考虑影响轴疲劳强度等因素的精确计算。轴的设计,由于25W-30旋涡泵的载荷不是很大以及投入生产时候的经济性,我们选择起材料用45#钢。在设计轴的时候我们主要考虑其

43、强度和刚度要符合要求。 计算轴的强度:按转矩计算、按当量弯矩计算以及安全因数校核计算。本次设计的轴的弯矩较小,所以我们采用按转矩计算。用此方法计算,对于受弯矩和转矩作用的转轴，实际工作中，常作此方法作为直径粗略估算。其强度条件如下 (3.23)式中：轴的扭转切应力（MPa）；T轴所传递的转矩(N.M)；d计算截面处轴的直径（mm）；轴的搞扭截面系数；（),对于圆截轴，=)P轴所传递的功率（KW）；n轴的转速（r/min）； 轴的许用扭转切应力（MPa）。（值与轴的材料相关，本次设计轴的材料选取45#钢，因此值在25-45 MPa之间，考虑到本次设计的参数，最终取值30 MPa）此式中C取103

44、，Tp取30 MPa由此式子可以知道轴的直径计算公式: (3.24)式中的C是由于轴的材料承载情况确定的计算系数,见下表表4轴的材料Q235A35V、Q2754540Cr,35SiMnTp/MPa15-3520-3525-4535-55C149-126135-112126-103112-97在本设计中轴的直径最小为19mm，所以符合强度要求。3.9 密封的选择密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。在本次旋涡泵设计中，我选用的密封为油封。油封一般分为单体型和组装型，组装型是