快速阀设计及虚拟模型构建 毕业论文.doc

目 录1 前言22 选题背景与方案确定32.1题目来源32.2 研究的目的和意义42.3 国内外研究现状及发展趋势62.4研究思路及方案确定32.5 快速阀的工作原理及零件63 快速阀核心构件的设计33.1 齿轮的选材及设计43.2 齿轮轴的选材设计43.3齿轮轴的校核分析44 基于solidworks的建模、装配、爆炸、动画74.1 solidworks软件简介及建模技术概述74.2 快速阀各个零件建模74.3 快速阀装配图94.4 快速阀爆炸视图324.5 快速阀动画简介355 设计总结及致谢7参考文献46快速阀设计及虚拟模型构建 1 前言快速阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀体时，操作力所需要克服的阻力，是齿轮轴和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以手柄的长度要足够长，以便只需要轻轻旋转即可达到启闭的效果。而且使用维护简单，并可成批生产，故在现代管道中应用很广。这次我的课题是快速阀设计及虚拟模型构建，要求实现结构或设计的优化升级，使其结构简单紧凑，便于制造。完成理论后，对所设计的方案，经正确细心的数据处理后，利用cad作出快速阀的装配图以及相应零件图，然后利用solidwoeks三维实体造型软件画出三维图、装配图、爆炸视图。2 选题背景与方案确定2.1题目来源 社会实践2.2 研究的目的和意义本毕业设计要求完成的任务是设计一款经济适用，安全稳定性高的快速阀，具有较强的社会实践要求。快速阀是用于管道截通的装置，内有齿轮条传动机构，包括齿轮轴、弹簧、内外阀瓣、齿条、手柄等，这些构件在不同工况下要求不一样，我们需要对其强度硬度等进行校核。本毕业设计的意义在于（1） 使设计的快速阀在满足其可靠性、稳定性、安全性、经济性的同时进行最优化的设计，即结构合理、节省材料、加工方便、安装方便、便于维护、操作简捷等特点。（2） 通过改良快速阀可以更加的方便我们的日常生活，节约更多更多能源。（3） 同时提升我自己的知识软件应用能力。2.3 国内外研究现状及发展趋势现在：快速阀是用于管道截通的装置。从1795年世界上第一台水压机诞生，快速阀得到了不断的发展。阀门市场竞争越来越激烈，一些普通阀门产品市场已经饱和，供大于求，这使得中小型企业发展越来越艰难。而即使是技术含量高的产品在国际市场中竞争也是十分激烈的。目前我国在阀门市场中，已经能够提供供热阀，环保用阀、建筑用阀门等，品种较多。但是在高压阀门领域依然依靠进口，这也是未来我国阀门需要发力突破的领域，才能真正推动我国阀门行业的发展。快速阀的特点：1） 在开启和关闭过程中，由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力小，因而耐磨。2） 开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4。3） 通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修快速阀门产品市场走向，据分析，在今后一段时间主要趋势如下：1） 随着石油开发向内地油田和海上油田的转移，以及电力工业由30万千瓦以下的火电向30万千瓦以上的火电及水电和核电发展，快速阀产品也应依据设备应用领域变化相应改变其性能及参数。2） 城建系统一般将采用大量快速阀，并且向环保型和节能型发展，即由过去使用的低压铁制 闸阀逐步转向环保型的胶板阀、平衡阀、金属密封蝶阀及中线密封蝶阀过渡。输油、输气工程向管道化方向发展，这又需要大量的快速阀及球阀。3） 能源发展的另一面就是节能，所以从节约能源方面看，要发展蒸汽疏水阀，这样就需要快速阀以防紧急情况的发生时能够在短时间内进行切断，将损失降到最低。快速阀起着非常重要的地位。4） 电站的建设向大型化发展，所以需用大口径及高压的安全阀和减压阀，同时也需用快速启闭阀门。5） 成套工程的需要，阀门供应由单一品种向多品种和多规格发展。一个工程项目所需的阀门，由一家阀门生产厂家全部提供的趋势越来越大。2.4研究思路及方案确定本设计是基于家庭供暖蒸汽管道紧急截断装置快速阀用作安全阀，下图的对蒸汽管道安全阀的一个相关介绍：2.4.1 快速阀的简介快速阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀体时，操作力所需要克服的阻力，是齿轮轴和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以手柄的长度要足够长，以便只需要轻轻旋转即可达到启闭的效果。近年来，自从密封的阀门出现后，快速阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀体，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。我国阀门“三化给”曾规定，快速阀的流向，一律采用自上而下。本阀要水平安装，快速阀开启时，阀瓣的开启高度，为公称直径的25%30%时，流量已达到最大，表示阀门已达全开位置。所以快速阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定。本课体中的手动快速阀的启闭件是通过手柄旋转带动齿轮轴，再由齿轮轴中的齿轮与齿条的啮合作用起到启闭动作。密封面呈平面，内外阀瓣与齿条是同心的，齿条的移动就可以带动内外阀瓣沿流体的中心的法线方向作直线运动。手动快速阀是指关闭件（内外阀瓣）沿阀座中心的法线方向移动的阀门。 根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于快速阀的内外阀瓣开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。因此，这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。其选用原则是： 1、高温、高压介质的管路或装置上宜选用快速阀。如火电厂、核电站，石油化工系统的高温、高压管路上。 2、管路上对流阻要求不严的管路上。即对压力损失考虑不大的地方。 3、小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。 4、有流量调节或压力调节，但对调节精度要求不高，而且管路直径又比较小，如公称直径50mm 的管路上宜选用。 5、城市中的天然气管道可以采用快速阀的紧急关闭。 6、氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上，易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。 7、 城市建设中的供水、供热工程上，管道较小的管路，可选用快速阀和节流阀，如管道直径小于150mm的管路上。最明显的优点是： 在开启和关闭过程中，由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力小，因而耐磨。 开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4。 通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。 2.4.2安全阀选型原则：安全阀的形式选择主要取决于设定位置的介质工况和工作状况， 般的选取原则如下：1）排放水蒸气或空气时，可选用带扳手的安全阀2）排放气体或蒸汽时，选用全启式安全阀 3）排放液体时，选用全启式或微启式安全阀4）排放有剧毒，有强腐蚀，有极度危险的介质，选用波纹管安全阀 5）高背压的场合，选用背压平衡式安全阀或导阀控制式安全阀 根据以上原则，本文的蒸汽供暖系统中采用的安全阀采用带扳手的安全阀.2.4.3安全阀的选择计算 安全阀的选择应由供暖系统热力入口处的工作压力决定安全阀 的公称压力(安全阀的工作压力也称设计压力或整定压力，是安全阀 的阀瓣开始动作时的压力);由蒸汽温度决定安全阀的使用温度; 选用适应的弹簧，最后根据安全阀的排放量计算出安全阀的喉部喷截面积或喉部直径，进而选取安全阀的公称直径，型号和个数.还应注 意根据介质种类决定安全阀的材质和结构形式.对于高压蒸汽供暖 系统安全阀阀体可选用铸钢材质.全启式安全阀排量比较大，当公称直径大于等于40mm是其出口 通径一般比进口通径大一级;管道上的安全阀的排量按照管道最大量计算.2.4.4 快速阀的市场趋势 快速阀门产品市场走向，据分析，在今后一段时间主要趋势如下： 1） 随着石油开发向内地油田和海上油田的转移，以及电力工业由30万千瓦以下的火电向30万千瓦以上的火电及水电和核电发展，快速阀产品也应依据设备应用领域变化相应改变其性能及参数。2）城建系统一般将采用大量快速阀，并且向环保型和节能型发展，即由过去使用的低压铁制 闸阀逐步转向环保型的胶板阀、平衡阀、金属密封蝶阀及中线密封蝶阀过渡。输油、输气工程向管道化方向发展，这又需要大量的快速阀及球阀。3） 能源发展的另一面就是节能，所以从节约能源方面看，要发展蒸汽疏水阀，这样就需要快速阀以防紧急情况的发生时能够在短时间内进行切断，将损失降到最低。快速阀起着非常重要的地位。4） 电站的建设向大型化发展，所以需用大口径及高压的安全阀和减压阀，同时也需用快速启闭阀门。5） 成套工程的需要，阀门供应由单一品种向多品种和多规格发展。一个工程项目所需的阀门，由一家阀门生产厂家全部提供的趋势越来越大。 因此结合以上各项原则选取快速阀的基本结构如下： （cad图见答辩文件）2.5 快速阀的工作原理2.5.1工作原理从快速阀装配图中可知： 快速阀是用于管道截通的装置，内有齿轮齿条传运机构。当手柄向上旋动时，齿条由于齿轮的拨动也向上移动，从而带动阀瓣5、6向上，打开阀门通道；反之，则通路截止。阀瓣5、6由于弹簧张力紧紧压贴在零件9内孔28的凸缘上。阀瓣的上升位置，由手柄的旋转角度限制。齿轮轴2上有扇形凸块结构(见a-a剖视)，它与零件11的限制凹台相吻合，使与齿轮轴2相联接的手柄只能在150范围内转动，手柄顺时针旋转通路关闭，反时针则是打开。2.5.2 快速阀零件主要构件：阀体、阀盖、齿轮轴、齿条、各种不规格尺寸的垫片、内阀瓣、外阀瓣、弹簧、上封盖、填料压盖、手柄、填料、垫圈、双头螺栓、六角不脱螺钉，普通平键等等组成。各个零件及其作用：1、阀体：支承所有安装部件的重量，同时将快速阀安装在合适的管道位置。2、阀盖：它与阀体相连。防止齿轮轴与齿条的啮合受到外界尘埃的干扰。3、齿轮轴：用来与齿条的啮合并带动齿条的移动。4、齿条：带动内外阀瓣的移动，达到快速阀的启闭。5、手柄：将手柄与齿轮轴紧密连起用来将传动的力矩转换成内外阀瓣的运动。6、螺钉m12x32：将阀体与阀盖连接紧定。7、上封盖：用于限制齿轮轴旋转的范围，达到内外阀瓣只能在有限的范围里移动。 8、填料：使齿轮轴与上封盖处于良好的配合，有利于齿轮轴的旋转不出差错。 9、填料压盖：保证齿轮轴和填料做轴向移动，满足齿轮轴与齿条的啮合不出现偏差。10、垫片：防止两个相连零件紧紧相贴，避免零件表面不平难于相连的麻烦。11、下封盖：可以将阀体内的杂质排除。12、弹簧：它能够使内外阀瓣与阀体的紧紧相贴，起到密封的效果。13、内外阀瓣：是阀体关键部位，用于控制快速阀的启闭状态。14、螺栓m10x22：将下封盖与阀体连接紧定。15、双头螺栓m8x68：保证填料不会在上封盖中移动。16、垫圈：用于螺母紧定螺栓时增大受力面积17、螺栓m10x30：用于上封盖与阀盖连接紧定。18、螺母：用于锁紧。各个零件的材料及其数量：1.阀体 数量1 材料 zg20crmo 2, 阀盖 数量1 材料 zg20crmo3、齿轮轴 数量1 材料 45钢4、齿条 数量1 材料 45钢5、垫片 数量3 材料 工业用纸6、螺母m8 数量2 材料 zqsn10-5 标准 gb41-2000 7、螺钉m12x32 数量6 材料 a3 标准 gb838-888、螺母m16 数量1 材料 zqsn10-5 标准 gb41-20009、手柄 数量1 材料 ht20-40 10、螺栓m10x22 数量4 材料 a3 标准 gb 5781-200011、螺栓m10x30 数量 4 材料 a3 标准 gb 5781-200012、垫圈 数量1 材料 a3 标准 gb96-85 13、垫圈8 数量 2 材料 a3标准 gb93-87 14、垫圈12 数量 6 材料 a3 标准 gb97.1-85 15、双头螺栓m8x65 数量1 材料 a3 标准 gb 901-2000 16、弹簧 数量 1 材料 65mn 17、填料 数量 1 材料 石棉 3 快速阀核心构件的设计3.1 齿轮的选材及设计选材：由于快速阀用于家庭供暖蒸汽管道安全阀，故材料根据下图选择：根据表中标准我们可得45钢即适合我们所需条件。设计已知齿轮的模数m=3，,齿数z=16。注解：ha*，c*-齿顶高系数和顶隙系数。我国规定，这两个系数的标准值为：当m1时，ha*=1，c*=0.25；当0.1m1时，ha*=1，c*0.35 。由齿根弯曲疲劳强度的计算可以确定模数，而本课题齿数已知为z=16、模数m=3,从而可以计算出齿轮的各种相关参数。 表2-2 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公名称符号公式模数m根据齿轮轮齿的强度计算后取标准值确定压力角20分度圆直径dd1=mz1;d2 =mz2基圆直径dbdb1 =d1cos; db2 =d2cos齿顶高haha= ha*m齿根高hfhf= (hf*+c*)m全齿高hh= (2ha*+c*)m顶隙cc=c*m齿顶圆直径dada1=d1+2ha=m(z1+2ha*)da2=d2+2ha=m(z2+2ha*)齿根圆直径dfdf1 =d1-2hf=m(z1-2ha*-2c*)df2 =d2-2hf=m(z22ha*2c*)齿距pp= m齿厚ss= m齿槽宽ee= m基圆齿距pbpb=mcos标准中心距aa =(d1d2)=(z2z1)表2-3 标准模数系列（gb 1357-87）第一系列0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 810 12 16 20 25 32 40 50第二系列0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 3.25 3.5 3.75 4.55.5 6.5 7 9 11 14 18 22 28 3645 表2-4 齿轮各个确定参数模数压力角分度圆直径基圆直径齿顶高齿根高全齿高mddbhahfh3204845.133.756.75顶隙齿顶圆直径齿根圆直径齿距齿厚齿槽宽基圆齿距cdadfpsepb0.755440.59.424.714.713.7本次设计中齿轮所使用模数为m=3；且受到的切向力f=45n，因为齿轮轴与齿轮啮合处r=14，故此圆柱齿轮中孔r1=14且有键槽，具体设计结构如下图：1、齿轮的设计计算（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表格，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260hbs； (2)按齿面接触疲劳强度设计由d1 (6712kt1(u+1)/duh2)1/31、要是设计齿轮的话必须掌握齿轮的相关知识（查看相关书籍），下面是齿轮的一些常数关系式：基 本 参 数: 模数m 、齿数z名 称符 号计 算 公 式齿 距pp= m齿 顶 高hh= m齿 根 高hfhf= 1.25 m齿 高hh= 2.25 m分 度 圆 直 径dd= m z齿 顶 圆 直 径dd= m ( z +2 )齿 根 圆 直 径dfdf= m ( z -2.5 )中 心 距aa= d1/2+d2/2=m (z1+z2)基 圆jj=cos*d说明的就是： cos,这里的就是压力角、我国规定的标准确性压力角=20。理论设计 根据公式就可以自己设计齿轮了，我们假设： 模数m =3、齿数 z =16、cos =0.94、那么分度圆的直径d =48、齿顶圆的直径da =54、齿根圆的直径df =40.5、基圆的直径r =45.1、在sw中绘草图如下：（图中说明一下：本图各个圆之间很清晰不用可以区分，但有的图中有些圆尺寸比较接近,在图中不易看出、请放大就能看清楚，为了区分通常也采取不同的线型）开始绘制齿形：上图绘法如下：（1）连接oa并取中心点o1为圆心，o1a为半径作弧交于基圆于b点。（2）以b 点为圆心，ba为半径作弧，在顶圆与基圆之间得到cd弧。即为所求齿形的一部分； （3）在基圆与根圆之间，没有什么要求、只要作径向线就可以了；并以r=0.2m (m为模数)的小圆弧与根圆光滑相连即可得到半边齿形。（注：注意点：做到这一步时，大家有没有发现到r=0.2m不能被执行，我们要在这里用剪切命令把基圆剪掉还要把根圆也要剪掉一部分；这时我们以然不能圆弧，我们只有不作基圆与根圆的径向（如果作了再把它删除掉）。直接弧cd与根圆作r=0.2m的圆角就可以了。 4、继续绘制齿形画好了齿形的一半，另一半镜像命令可以了；先作好齿距的弧线360/16等于22.5再取弧度的四分之一就是另一半弧了（见上图），再把一些不要的线全删掉。5阵列 运用sw草图中的圆周阵列命令，只要输入数量为40、角度为360、在相等方框选上、在重复的项目里能看到要复制的对像了，阵列好后把不要的线剪掉；如下图：至此根据设计数据拉伸凸台就得到齿轮3d模型。3.2 齿轮轴的选材设计齿轮轴是快速阀的核心构件，它直接关系到快速阀的使用寿命，故选材很关键，下表是选材标准：材料牌号热处理毛坯直径泵阀技术论坛66e5f1j:k1i(mm)专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。7f1_a*b/q!_硬度0x1k+i(l0t1(hb)7t6n!h5j&v/r3/(泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/抗拉泵阀技术论坛$c0_8-v-z!u强度h/2g#_&4a&j泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/b屈服9p*n1|ak!e;k& p6t5u强度泵阀技术论坛2u/!x%t4zs弯曲疲/n;o9$u,a| 兰泵技术论坛劳极限-1扭转疲99d,8)p劳极限0:d;a4y2q.m/f%f泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/-1许用弯曲应力备注+10-1q235,q235f-4402401801051257040用于不重要或载荷不大的轴20正火251564202501801001257040用于载荷不大，要求韧性较高的场合。正火*#g7%o3u,o3o z3l:c7e$h-d-j3u0h.q4w回火1008/t!am%&100300泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/3xy$t,a1|5n;g,i300500泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/+k4e:h+_c0q5i500700103156400%h3h50qv*s%b泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/3805e6c9s%g:e(k!j:$v370,4,z$u!a.ji/b;gv7k| 兰泵技术论坛360220专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。8h5h#a6d:n;k-a+t200!t/g#v+!y.e+c5k专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。190泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/w$b+s:s2z68l/+n1801656x;i9|(m-l;s5q j| 兰泵技术论坛155.e4h5l#e$x+a(g专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。150泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/:/k!z3b)i9yp/y145955m2x0n2x4m;b&l(r2b| 兰泵技术论坛90| 兰泵技术论坛o$c.g4a85专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。 h)e-n/j+r80125704035正火25875403202301301657545用于有一定强度要求和加工塑性要求的轴。正火泵阀技术论坛;v0p$?,+l6p3n!2r(zb7xj3n.l.f回火100专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。$f-$d6b.yy2d-r+m1003007i!p8k(o,g+n专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。300500&d so7y&_04u-|p7l500750| 兰泵技术论坛7u8c&j(a1g)ac7501000149187专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。3ht!m(o8;p$h,g9p专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。:o0t!80v#|41143187| 兰泵技术论坛:i!j+y4j)a$c1371872l2n6s1m-x-u/b:m泵阀技术论坛520;q)p9k._6n4 r| 兰泵技术论坛5007x(n;i+o$b+s4809y3ie#h%h:r%u专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。460泵阀技术论坛q-k#h0n/e440270专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。*4z2%l0y1y,r6r260/i?-x/z6u-k3g#d& -z.n4w(w-s j;t$r .ow2300v,y*+d!i$d9e8x9e1|220210a;s7w,t2f.f.p1e205 j7r6q:p&je&.r190泵阀技术论坛0$h9r&i(w0s-l185$y4x2a!e0k55u:r,e(l2i泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/175120| 兰泵技术论坛5z t#0je2y6i1158l3w+d6q$m0y0r| 兰泵技术论坛1108q(m(i-|,?68g105! %4b*1%f7f;a/a%|泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/1001657545调质100%d1?m0vd)r-t2t.g100300156207560泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/ jx$z(b2t%540300泵阀技术论坛/r1i#i*5k280230| 兰泵技术论坛;r i o55u0s/q65!r0k220130| 兰泵技术论坛/w4s;q2t4u(u)r9125175855045正火252416103602601501959555应用最广泛。正火(d2y9y$l+o1r#x(v6c$o+s/w2v6g2i3i!y$n7d回火1001kd+l1y8n7i$o-g(j/s100300)-|,ui3vjy+f泵阀技术论坛3005006m,u#c&u;d;z8k#p| 兰泵技术论坛500750170217:cm,nx*k1622175o2c,c:r;cz5bn泵阀技术论坛%g6w$c#u0j49h z!f+s泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/156217600泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/2xb1y zp:u-v580| 兰泵技术论坛1d.z8y5a9*x8c560m,r/u me专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。540300泵阀技术论坛 y2w9d+p28o290专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。0l+!u)f9h#b;%a1p280专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。,h4d*j7c.r2c8k!r$j2702406a,l5w5o+_%o235专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。3n&xm:t/v5s*z0y5m&p225)4w/g.a+|- 9y泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/215140泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/)gz3z-s!h135:,jj,u:l| 兰泵技术论坛130;u(z7x y2t)2?-泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/1251959555调质2002172556503602701552151006040cr调质25100080048528024512070用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴。100专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。4,t:y6_!$v-a8|100300专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。7?(d6#h0|3005002d8z3e-q/n(9.$ij泵阀技术论坛500800241286专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。8l-e(n8,a,tk-d2292696k5r+b/1c(z.s |5s.v/i.r b泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/217255750,v&a.9b9y)v#n$q700.y+w3yr#s75泵阀技术论坛650o*q2x9?2$l.m3a*ok,b600550&j)(e5n+!p*q9i:f泵阀技术论坛500| 兰泵技术论坛2o(j/t&7o+?450| 兰泵技术论坛:62s&u%b,&f&jm350350:k9d%lk+n5t#4e泵阀技术论坛320泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/8q.r4_6i.j(s295| 兰泵技术论坛-k:d*b$c2e.e3x(r6j255200| 兰泵技术论坛6y4i5n&o5w/9_i+s0u1859:j-t#d/a9v#z3泵阀技术论坛170专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。7q3i*m9l.z4p3m&g+d1452451207035simn泵阀技术论坛 e-e#s)y-s/p&a/x42simn调质2590075044525524512070性能接近40cr，用于中小型轴。100-d(&_6y-p100300+y/q9b8n5t9z*j泵阀技术论坛300400泵阀技术论坛,t,q1|&z4005002292861o:j%x$j/t2n(h217269#e3p66r#h8l2172559r#t.m3_*_/| 兰泵技术论坛1962558000s,m+x(.p750泵阀技术论坛$an+q,q8b,v-_8f5u7n700泵阀技术论坛8d(f5k3j+-h2w6505204!y*e*y;w3g(450dv;q9ed9wc(7p专业的泵阀技术平台，泵阀工作者的家园。400泵阀技术论坛m0j4e$p$380355泵技术论坛,泵技术网,离心泵论坛,泵论坛,泵阀论坛,泵网,水泵检修,泵技术,泵 论坛,pumplinx/;_5s1,d;j#b&g8l320| 兰泵技术论坛$i)v#sl-a2q/j6?5t.l2957&a%k$v9a9b/p2d+泵阀技术论坛275205泵阀技术论坛0e)z&d%g)m185(x)n/3|4ifg1703o,c p8?.q9j01602451207040mnb调质25100080048528024512070性能同40cr，用于重要的轴。2002412867505003351952451207040crni调质25100080048528028513075用于很重要的轴35crmo调质25100085050028524512070性能接近40crni，用于重载荷的轴。根据以上表格可选出45钢作为齿轮轴材料表3-5：齿条各个确定参数模数压力角齿顶高齿根高全齿高顶隙齿距齿厚齿槽宽齿数mhahfhcpsez3202.52.550.6257.85449设计轴的结构草图：1）确定轴的零件位置和定位方式2）确定轴的直径3）确定轴长度，故查表有最小直径处键长4） 画出结构草图且有solidworks画出三维图如下：3.3齿轮轴的校核分析因为本文研究的快速阀是用于室内高压蒸汽供暖管道安全阀，管道压强如下： 通常低压蒸汽供暖系统散热器内蒸汽压力应与大气压力接近并略高一点，以使蒸汽在正压下凝结放热， 低压蒸汽供暖系统的蒸汽始端压力除用于克服管道阻力外，到达散热器入口前尚应保留15002000pa的剩余压力，以克服散热器阻力使蒸汽进入散热器并将散热器内的空气驱入导水管。 因此本设计选取压力p=3000pa,快速阀通道横截面积,故阀瓣受压力f； =324=5.43n 查机械设计手册阀瓣的材料为zg20crmo,其密度为=7.85g/cm3,弹簧材料为4cr13，阀瓣与阀体间的密封采用异形橡胶圈。 查机械设计手册异型橡胶圈与铸钢间的摩擦系数f=0.8,故 设计弹簧在无介质是对阀瓣的压力为f弹=10n； 则阀瓣向上运动时受力f1=(f弹-f)=3.66n; f2=(f弹+f)=12.34n;则f总=f1+f2=16n阀瓣的重量g 内阀瓣体积v1=+ g1=v1= 外阀瓣体积= = 齿条体积（材料为45号钢） =179.2故当阀瓣向上运动时向下的里又因为是齿轮齿条的啮合且传动比为1，故齿轮受力=，齿轮等效受力处距圆心距离为l=15.73mm=1.573m；因此齿轮轴手扭矩t=l=nm。故结合实际用途以及材料等因素考虑齿轮轴初步取齿轮轴最小直径处为与齿轮配合的地方。以下是分析部分：模拟对象为 齿轮轴日期: 2014年5月27日设计员: 肖干算例名称:simulationxpress study分析类型:静态table of contents说明1假设2模型信息2材料属性3载荷和夹具4网格信息5算例结果7结论10说明本分析为模拟分析，结果仅供参考。模型信息模型名称: 齿轮轴当前配置: 默认凸台-拉伸25实体质量:2.13286 kg体积:0.000271702 m3密度:7850 kg/m3重量:20.902 nc:usersxiaogandesktop快速阀三维图副本齿轮轴.sldprtmay 27 10:51:26 2014材料属性模型参考属性零部件名称:aisi 1045 钢，冷拔模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大 von mises 应力屈服强度:530 n/mm2张力强度:625 n/mm2solidbody 1(凸台-拉伸25)(齿轮轴)载荷和夹具夹具名称夹具图像夹具细节固定-1实体:1 面类型:固定几何体载荷名称装入图象载荷细节力-1实体:1 面类型:应用法向力值:22.5 n力-2实体:1 面类型:应用法向力值:22.5 n网格类型实体网格所用网格器: 标准网格自动过渡: 关闭包括网格自动环: 关闭雅可比点4 点单元大小6.47868 mm公差0.323934 mm网格品质高网格信息 - 细节节点总数12443单元总数7792最大高宽比例8.8277单元 (%)，其高宽比例 100扭曲单元(雅可比)的 %0完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:02计算机名: xiaogan-pc网格信息算例结果名称类型最小最大stressvon:von mises 应力5.74321e-012 n/mm2 (mpa)节: 108380.640628 n/mm2 (mpa)节: 11442齿轮轴-simulationxpress study-应力-stress名称类型最小最大displacementures:合位移0 mm节: 2590.00013422 mm节: 91齿轮轴-simulationxpress study-位移-displacement名称类型deformation变形形状齿轮轴-simulationxpress study-位移-deformation名称类型最小最大factor of safety最大 von mises 应力827.313 节: 114429.22829e+013 节: 10838齿轮轴-simulationxpress study-安全系数-factor of safety结论：有以上分析可知设计的齿轮在各方面均符合要求，可以进一步设计加工。4 基于solidworks的建模、装配、爆炸、动画4.1 solidworks软件简介及建模技术概述软件简介：solidworks是一个在windows环境下进行机械设计的软件，是一个以设计功能为主的cad/cae/cam软件，其界面操作完全使用windows风格，具有人性化的操作界面，从而具备使用简单、操作方便的特点。solidworks是一个基于特征、参数化的实体造型系统，具有强大的实体建模功能；同时也提供了二次开发的环境和开放的数据结构。 1模块简介 在solidworks软件里有零件建模、装配体、工程图等基本模块，因为solidworks 软件是一套基于特征的、参数化的三维设计软件，符合工程设计思维，并可以与 camworks 及 designwork 等模块构成一套设计与制造结合的cad/cam/cae 系统，使用它可以提高设计精度和设计效率；可以用插件的形式加进其他专业模块（如工业设计、模具设计、管路设计等）。其特征是指可以用参数驱动的实体模型，是一个实体或者零件的具体构成之一，对应一形状，具有工程上的意义；因此这里的基于特征就是零件模型是由各种特征生成的，零件的设计其实就是各种特征的叠加。参数化是指对零件上各种特征分别进行各种约束，各个特征的形状和尺寸大小用变量参数来表示，其变量可以是常数，也可以是代数式；若一个特征的变量参数发生变化，则这个零件的这一个特征的几何形状或者尺寸大小将发生变化，与这个参数有关的内容都自动改变，用户不需要自行修改，也就是相关性很强。这里介绍一下零件建模、装配体、工程图等基本模块的特点。（1） 零件建模：solidworks提供了基于特征的、参数化的实体建模功能，可以通过特征工具进行拉伸、旋转、抽壳、阵列、拉伸切除、扫描、扫描切除、放样等操作完成零件的建模。建模后的零件，可以生成零件的工程图，还可以插入装配体中形成装配关系，并且生成数控代码，直接进行零件加工。（2） 装配体：在solidworks中自上而下生成新零件时，要参考其他零件并保持这种参数关系，在装配环境里，可以方便地设计和修改零部件。在自下而上的设计中，可利用已有的三维零件模型，将两个或者多个零件按照一定的约束关系进行组装，形成产品的虚拟装配，还可以进行运动分析、干涉检查等，因此可以形成产品的真实效果图。 （3）工程图：利用零件及其装配实体模型，可以自动生成零件及装配的工程图，需要指定模型的投影方向或者剖切位置等，就可以得到需要的图形，且工程图是全相关的，当修改图纸的尺寸时，零件模型，各个视图、装配体都自动更新。建模技术概述：solidworks软件有零件、装配体、工程图三个主要模块，和其他三维cad一样，都是利用三维的设计方法，就是建立三维模型。新产品在研制开发的过程中，需要经历三个阶段，即方案设计阶段、详细设计阶段、工程设计阶段。 根据产品研制开发的三个阶段，solidworks软件提供了两种建模技术，一个是基于设计过程的建模技术，就是自顶向下建模；另一个是根据实际应用情况，一般三维cad开始于详细设计阶段的，其建模技术就是自底向上建模。1、自顶向下建模自顶向下建模是符合一般设计思路的建模技术，在网络技术日益发展的今天，使用这种方式建模逐渐趋于成熟。它是一种在装配环境下进行零件设计的，可以利用【转换实体引用】工具按钮，将已经生成的零件的边、环、面、外部草图曲线、外部草图轮廓、一组边线或者一组外部