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任务书及开题报告.doc

罗茨真空泵的结构设计【17张图/18400字】【优秀机械毕业设计论文】

资源目录

罗茨真空泵的结构设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

设计说明书.doc---(点击预览)

实习报告.doc---(点击预览)

任务书及开题报告.doc---(点击预览)

A0-装配图.dwg

A3-主动轴.dwg

A3-从动轴.dwg

A3-壳体.dwg

A3-密封环衬套.dwg

A3-挡油套.dwg

A3-挡油环.dwg

A3-甩油盘.dwg

A3-盖板.dwg

A3-端盖.dwg

A3-转子.dwg

A3-轴套.dwg

A3-轴承垫圈.dwg

A3-进出气口盖.dwg

A3-齿壳.dwg

A3-齿轮.dwg

A3-齿轮盖板.dwg

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关键词：: 真空泵结构设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，49页。18400字。
任务书一份。
开题报告一份。
实习报告一份。

图纸共17张，如下所示
A0-装配图.dwg
A3-主动轴.dwg
A3-从动轴.dwg
A3-壳体.dwg
A3-密封环衬套.dwg
A3-挡油套.dwg
A3-挡油环.dwg
A3-甩油盘.dwg
A3-盖板.dwg
A3-端盖.dwg
A3-转子.dwg
A3-轴套.dwg
A3-轴承垫圈.dwg
A3-进出气口盖.dwg
A3-齿壳.dwg
A3-齿轮.dwg
A3-齿轮盖板.dwg

摘要
罗茨真空泵近年来在国内外得到较快的发展，在冶炼、石油化工、电工等行业得到广泛应用，主要是用于输送石油及石油产品和工厂输送各种油类和液体。
本文主要设计罗茨真空泵的结构设计，重点研究罗茨真空泵的结构特点，在研读了诸多相关文献资料的基础上，分析罗茨真空泵国内外研究理论和现状，进行了罗茨真空泵的整体方案及设计，对相关技术参数进行了设计，利用solidworks软件设计图纸。
关键词：真空泵，转子，solidworks

Abstract
Roots vacuum at home and abroad in recent years rapid development, smelting, petrochemical, electrical and other industries are widely used, mainly used to transport oil and petroleum products and plant transport all kinds of oils and liquids.
In this paper, the design structure design Roots vacuum pump, Roots vacuum focus on the structural characteristics of the study the basis of many of the relevant literature, theory and research status at home and abroad Roots vacuum pumps, vacuum pumps for the overall program and Roots design and related technical parameters were designed using solidworks software design drawings.
Keywords: vacuum pumps, rotors, solidworks

目录
绪论错误！未定义书签。
第一章真空设备获得 3
1.1 需要不断扩大的真空领域 3
1.2 真空技术在能源方面的应用 5
1.3 真空泵市场各类泵设备发展现状 7
1.4 真空泵技术进展趋势 9
1.5 对真空技术未来发展的期望 12
第二章罗茨真空泵的介绍 13
2.1罗茨真空泵的术语和定义 13
2.2罗茨真空泵的型式和气冷式罗茨真空泵型线分析 13
2.3罗茨真空泵的技术要求 18
第三章罗茨真空泵的总体设计 19
3.1 罗茨真空泵的总体构成 20
3.2 电动机的选择 22
3.3 总体传动结构设计 23
3.4 斜齿圆柱齿轮传动设计计算 24
3.4.1 按齿面接触强度设计 24
3.4.2按齿根弯曲强度设计 26
3.4.3 齿轮几何尺寸计算 26
3.5 渐开线型转子型线的确定 27
3.6 轴的结构设计计算 34
3.6.1 按扭转强度条件计算 34
3.6.2按刚度条件计算 34
3.6.3 精确校核轴的疲劳强度 35
3.7 轴承选取设计计算 38
3.7.1 轴承的设计参数 38
3.7.2 轴承的当量动载荷计算 38
第四章罗茨真空泵的三维设计 40
4.1 SOLIDWORKS的简介 40
4.2 SOLIDWORKS的创建和发展 41
4.3 SOLIDWORKS的功能和特征 41
4.4 罗茨真空泵零部件三维模型设计 42
4.5 罗茨真空泵三维装配图 42
结论 43
参考文献 44
谢辞 45
毕业设计（论文）任务书
1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的：

（1）综合运用专业理论知识，提高资料的收集与分析能力；
（2）提高计算机综合应用能力；
（3）培养对工程图的识别与绘制能力；
（4）完成毕业设计的各个环节；
（5）撰写的论文要有条例，并努力提高学生的自学能力与独立分析与解决问题的能力。

1．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

内容:

（1）罗茨真空泵的结构分析、原理分析；
（2）设计零件图、装配图、结构简图；
（3）三维造型；
（4）动态仿真；
（5）完成毕业设计论文

要求：
（1）在对罗茨真空泵进行结构分析、原理分析的基础上，设计器零件图，装配图，并完成三维造型及动态仿真；
（2）二维工程图清晰、规范；
（3）充分阅读文献，收集已有的相关资料；
（4）论文要规范有条理，各有侧重，同时又相互配合，保质保量地完成毕业设计。

毕业设计（论文）任务书
3.课题成果要求：

（1）实习报告；
（2）毕业设计（论文）开题报告；
（3）外文翻译；
（4）罗茨针孔泵装配图与零件图；
（5）三维造型；
（6）设计说明书（论文）；

4．主要参考文献：

[1]成大先主编.机械设计手册[M] ,化学工业出版社,1997
[2]吴宗泽主编.机械设计师手册[M],机械工业出版社,2000
[3]东北大学编写组.机械零件设计手册[M],冶金工业出版社,1986
[4]孙志礼 ,冷光聚主编. 机械设计[M],东北大学出版社 ,2000
[5]巩云鹏 ,田万禄主编. 机械设计课程设计[M] ,东北大学出版社 , 2000
[6]刘鸿文主编 .材料力学[M], 高等教育出版社 , 2000
[7]张玉 ,刘平主编 .几何量公差与测量技术[M],东北大学出版社, 2000
[8]东北大学机制教研室 .机械制造工艺学[M], 东北大学出版社 ,2000
[9]大连理工大学工程画教研室 .机械制图[M] ,高等教育出版社 ,1999
[10]陈日擢主编.金属切削原理[M] ,机械工业出版社 ,1999
[11]史美堂主编. 金属材料及热处理[M], 上海科技出版社 ,2000
[12]简明机械设计手册[M], 浙江科学技术出版社, 1980
[13]喻子建,张磊 ,邵伟平主编.机械设计习题与解题分析[M],东北大学出版社
[14]杨乃恒主编.真空设备获得[M] ,冶金工业出版社
[15]选配真空泵进程[M],转载研发杂志社
[16]Serope kelpakjian: Steven R.Schmid Manufacturing Engineering and Technology[M] ,机械工业出版社,2004年3月第1版

罗茨真空泵的结构设计

内容简介：: 附件五：扬州大学机械工程学院毕业设计（论文）任务书教科部：机械电子专业：机械设计与制造及其自动化学生姓名：朱晓林学号： 100041133 毕业（论文）题目：罗茨真空泵的结构设计起迄日期：设计（论文）地点：指导老师：宋爱平专业负责人：发任务书日期： 2014 年 3 月 6 日任务书填写要求 1、毕业设计（论文）任务书由指导老师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、学院分管领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2、任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可在本学院网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3、任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业的教科部及学院主管领导审批后方可重新填写； 4、任务书内有关“教科部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后 2 位或 1 位数字； 5、任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6、有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2005 年 3 月 21日”或“ 2005 毕业设计（论文）任务书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：（ 1）综合运用专业理论知识，提高资料的收集与分析能力；（ 2）提高计算机综合应用能力；（ 3）培养对工程图的识别与绘制能力；（ 4）完成毕业设计的各个环节；（ 5）撰写的论文要有条例，并努力提高学生的自学能力与独立分析与解决问题的能力。 1 本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：内容 : （ 1）罗茨真空泵的结构分析、原理分析；（ 2）设计零件图、装配图、结构简图；（ 3）三维造型；（ 4）动态仿真；（ 5）完成毕业设计论文要求：（ 1）在对罗茨真空泵进行结构分析、原理分析的基础上，设计器零件图，装配图，并完成三维造型及动态仿真；（ 2）二维工程图清晰、规范；（ 3）充分阅读文献，收集已有的相关资料；（ 4）论文要规范有条理，各有侧重，同时又相互配合，保质保量地完成毕业设计。毕业设计（论文）任务书（ 1）实习报告；（ 2）毕业设计（论文）开题报告；（ 3）外文翻译；（ 4）罗茨针孔泵装配图与零件图；（ 5）三维造型；（ 6）设计说明书（论文）； 4主要参考文献： 1成大先主编 M ,化学工业出版社 ,1997 2吴宗泽主编 M,机械工业出版社 ,2000 3东北大学编写组 M,冶金工业出版社 ,1986 4孙志礼 ,冷光聚主编 . 机械设计 M,东北大学出版社 ,2000 5巩云鹏 ,田万禄主编 . 机械设计课程设计 M ,东北大学出版社 , 2000 6刘鸿文主编 M, 高等教育出版社 , 2000 7张玉 ,刘平主编 M,东北大学出版社 , 2000 8东北大学机制教研室 M, 东北大学出版社 ,2000 9大连理工大学工程画教研室 M ,高等教育出版社 ,1999 10陈日擢主编 M ,机械工业出版社 ,1999 11史美堂主编 . 金属材料及热处理 M, 上海科技出版社 ,2000 12简明机械设计手册 M, 浙江科学技术出版社 , 1980 13喻子建 ,张磊 ,邵伟平主编习题与解题分析 M,东北大学出版社 14杨乃恒主编 M ,冶金工业出版社 15选配真空泵进程 M,转载研发杂志社 16 ,机械工业出版社 ,2004 年 3 月第 1 版毕业设计（论文）任务书 5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划起止日期工作内容第 1、 2 周（开始）了解相关知识、完成实习调研，作开题报告第 3、 4 周阅读文献，对罗茨真空泵进行结构分析、原理分析；第 5、 6 周完成工件结构设计，包括：零件图、装配图。中期检查第 7、 8 周完成工件三维造型第 9、 10 周撰写毕业设计说明书。第 11、 13 周完善毕业设计说明书与相关资料，答辩所在专业审核意见：负责人：年月日学院意见：院长：年月日附件六：扬州大学广陵学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名：朱晓林学号： 100041133 专业：机械制造及其自动化设计（论文）题目：罗茨真空泵的结构设计指导老师：宋爱平 2014 年 3 月 02 日开题报告填写要求 1、开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审核的依据材料之一。此报告应在指导老师的指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业的教科部审核后生效； 2、开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可从本学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3、“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册）； 4、有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2005 年 3 月 21日”或“ 2005 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述：文献综述 1、前言罗茨真空泵（简称罗茨泵）是一种旋转式变容真空泵。它是由罗茨鼓风机演变而来的。根据罗茨真空泵工作范围的不同，又分为直排大气的低真空罗茨泵；中真空罗茨泵（又称机械增压泵）和高真空多级罗茨泵图 1 机械真空泵的分类 2、国内罗茨真空泵的研究现状罗茨真空泵按用途来分可分为三大类，第一种是普通罗茨泵（包括带溢流阀和不带溢流阀）。第二种是 Q)系列的气冷式罗茨真空泵。第三种是或 L 型水冷式罗茨真空泵。罗茨真空泵因其结构等方面的不同，它的用途也就不一样，总的来说，罗茨真空泵主要用于真空冶炼、真空镀膜、真空浸渍、蒸馏、造纸、除尘等行业。（ 1） 00 低噪声气冷罗茨真空泵在各个行业中为了实现无污染的真空获得环境，需要把多台气冷罗茨真空泵与普通罗茨真空泵组合起来进行抽气。但气冷罗茨真空泵及由其组成的机组在运行时噪声较大，影响了一些模拟实验的进行以及工作人员的身心健康。 00低噪声气冷罗茨真空泵通过研究一种保证在工作过程中既要使排出口及两侧返冷气口的高压气体在回流是对低压气体的冲击小又能保证有充分的反冷气时间的转子线型以及控制由于转子在工作过程中的热膨胀和轴承游隙引起的转子径向和轴向的列和间隙。如图 2、图 3所示， 00低噪声气冷罗茨真空泵采用如下扭叶转子型线，转子的截面型线由圆弧 - 摆线- 渐开线 - 圆弧 - 圆弧等多段曲线组成，以达到具有高压缩比的效果；并通过确定合理的转子扭角以及转子导程，以达到合适的返冷气时间，提高高压差下的工作稳定性；同时，采用两扭叶转子，可缩小其轴向错位，以保证转子在工作过程中的安全、高效、可靠。图 2 转子扭转角的确定图 3 三维参数化造型（ 2）两叶与多叶转子气冷式罗茨真空泵型线分析气冷式罗茨真空泵的型线可以由渐开线、圆弧、摆线或由其组合而成。虽然渐开线型的容积利用系数稍大于圆弧摆线，但从泵的抽数和实际利用效率来看，则圆弧摆线型转子要高一些。本文研究的则是两叶、三叶、四叶圆弧排线转子的型线。本文先建立摆线的参数方程来确定转子的形状（如图 3，图 4 所示）。并且通过对不同叶数下的容积利用系数的分析，来确定二者之间的关系。就圆弧摆线转子来说，叶数越多， c 值越大，容积利用系数越大，则理论抽速就越大，泵的效率也就越高（三种叶片的线见图 6）。同时，叶数增加，封闭工作腔的容积会变小，进气及反流产生的噪声也就越小。其中 , 2（图 5） m 5）， R 为摆线形成的节圆半径（图 3）。图 4 初始位置图 5 旋转一定角度后的位置图 6 容积利用系数示意图 7 三种转子型线线（ 3）罗茨真空泵运行可靠性指标随着罗茨真空泵应用范围的增大，不同的环境也要求有不同的罗茨真空泵，同时对罗茨真空泵的运行可靠性要求也越来越高了。最大允许压差法是目前资料上提供的一种方法，但其在运行过程中较难控制。在很多要求效率的工艺环境下，需要罗茨真空泵在较高的真空度条件下具有较大的抽气效率但对其排出气体温度要求不高。但对石油化工医药行业来说，则要求罗茨真空泵的耐高温性能比较好。在这种工艺条件下，就可以采用间隙较大的泵，在需要达到某些特定要求的情况下，还可以适当的增大各个部位的间隙，从而使罗茨真空泵在较高的温度条件下也能够安全的运行。 3、和国外研究状况的差距由表 1 可以看出，在主要性能指标上（如理论抽速、极限压力最大允许压差等方面），国内的优质罗茨泵和国外的泵比较相近，这说明中国这几年在罗茨泵上面的研究已经有了很大的进步；在噪声这一指标上，国内的罗茨泵要比国外的高，这说明在一些零件的加工工艺上可能还和国外先进水平有一定的差异；在反应罗茨泵的抽气性能的指标（最大允许压差和零流量最大压缩比）方面，国内生产的大部分泵都要比国外的要低一些；在重量方面，国内的罗茨泵要比国外的泵重，这说明在使用的材料和设计方面，国内外还存在一定的差距。表 1 国产普通罗茨泵技术指标和国外对比同时，由于生产条件的限制，国内很多厂家生产的运转零件没有进行良好的动平衡实验，外加一些零件的加工精度以及安装方式的影响，导致罗茨真空泵在工作过程中会出现振动和噪声，影响其工作的稳定性。另外，由于生产条件以及技术的限制，国内生产的罗茨真空泵的表面质量和国外相比存在较大的差距，国外生产的泵外形美观、平整，表面质量较好，且零件之间的配合错位很小。而国内泵外表面则较粗糙，很多厂家在产品出厂前都是靠在表面打一层腻子来弥补其表面缺陷。 4、原理靠泵腔内一对叶形转子同步、反向旋转的推压作用来移动气体而实现抽气的真空泵。罗茨真空泵是指具有一对同步高速旋转的鞋底形转子的机械真空泵，此泵不可以单独抽气，前级需配油封、水环等可直排大气。它的结构和工作原理与罗茨鼓风机相似，工作时其吸气口与被抽真空容器或真空系统主抽泵相接。图 9 5、罗茨真空泵的结构此次设计的罗茨真空泵是参照国内外同类产品，在现有的基础上，扬长避短，而设计出来的。罗茨真空泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间经排气口排出。由于吸气后间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘，于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵。目前国内外的罗茨泵，多数为卧式结构，泵的进气口在上，排气口在下，这种卧式结构重心低，高速运转时稳定性好。罗茨真空泵的两个转子是通过一对高精度的齿轮来实现其相对同步旋转的。如图 10 是罗茨真空泵的剖面示意图。图 10 密封圈参考文献 1成大先主编 M ,化学工业出版社 ,1997 2吴宗泽主编 M,机械工业出版社 ,2000 3东北大学编写组 M,冶金工业出版社 ,1986 4孙志礼 ,冷光聚主编 . 机械设计 M,东北大学出版社 ,2000 5巩云鹏 ,田万禄主编 . 机械设计课程设计 M ,东北大学出版社 , 2000 6刘鸿文主编 M, 高等教育出版社 , 2000 7张玉 ,刘平主编 M,东北大学出版社 , 2000 8东北大学机制教研室 M, 东北大学出版社 ,2000 9大连理工大学工程画教研室 M ,高等教育出版社 ,1999 10陈日擢主编 M ,机械工业出版社 ,1999 11史美堂主编 . 金属材料及热处理 M, 上海科技出版社 ,2000 12简明机械设计手册 M, 浙江科学技术出版社 , 1980 13喻子建 ,张磊 ,邵伟平主编 M,东北大学出版社 14杨乃恒主编 M ,冶金工业出版社 15选配真空泵进程 M,转载研发杂志社 16 ,机械工业出版社 ,2004 年 3 月第 1 版毕业设计（论文）开题报告 2 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题主要研究的内容是罗茨真空泵的结构设计和运动仿真，所要解决的问题如下：（ 1）查找相关资料，对罗茨真空泵进行结构分析，了解其工作原理；（ 2）进行数值计算，算出罗茨真空泵的转子型线方程，并画出其结构简图，以及零件的装配图；（ 3）在二维模型的基础上分析其三维造型，完成三维图；（ 4）进

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