【《可穿戴式水下推进装置结构设计计算案例》8300字】

可穿戴式水下推进装置结构设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u7340可穿戴式水下推进装置结构设计计算案例 ]。在结构上，弹簧和与轴相互接触的密封圈唇口之间存在一定偏置，唇口两侧与轴之间具有不同的接触角，如图REFpic单层唇形油封结构\h3.8所示，唇口左侧的接触角小于右侧的接触角。通常情况下，接触角小的左侧区域为真空或者空气环境，接触角大的右侧区域为液体环境，即右侧区域是动密封所隔绝的外部液体环境，这也就是要求接触角大的一侧区域介质的压强大于接触角小的一侧区域介质的压强。在轴旋转时，两侧液体进入到唇口区域，并形成润滑，而由于接触角大小及压力的区别的差别，右侧区域的液体流入另一侧的速率小于流出的速率，构成净流出的“反向泵送”机制，放置右侧液体渗入左侧腔室中，实现零泄露。图STYLEREF1\s3.SEQpic\s18唇形油封结构但是，通常情况下，为了保证轴能够顺利启动，会在唇口处添加少量润滑脂或润滑油，或者推进装置腔室内部也会存在一些润滑液体，如果只有一层动密封结构，通过反向泵送机制，虽然外部的环境的液体不会渗入，内部腔室中的液体或者流体反倒会流出，形成反向泄露的现象。为将内部环境和外部环境隔绝开来，排除反向泵送的影响，可以在腔室内部再添加一层反向的唇形油封结构。如图REFpic双层唇封\h3.9所示，在两个唇封件中，接触角大的一侧分别指向腔室和外部环境，接触角小的一侧则相对而立。这样就可以将两个环境隔绝开来，并且在中间形成一个隔绝的空间，既能形成润滑，又可完成基本的密封功能。如果中间的区域为真空环境，则外部环境和中间区域的压差在实际工作过程中最大可达，满足唇形油封的工作环境。面对海水环境，需要选择耐腐蚀的材料，可选择丁晴橡胶作为唇形油封的材料。图STYLEREF1\s3.SEQpic\s19双层唇形油封结构整体结构设计根据如上的一系列设计得到的推进装置整体结构如图REFpic水下推进器结构\h3.10所示，图中标号为发挥重要作用的零部件。1为旋转变压器，结构上类似于一个小型电机，同样区分为定子和转子部分，在电机轴旋转过程中检测轴的相对位置的变化，提供直流电换向信息。2为电路板，用于实现电机控制。3、4分别为电机定子和转子。电机定子与外壳固连，在制作过程中制成一体。5、6为行星轮减速箱结构，5为电机轴伸出端的齿轮段，为提高啮合特性，采用斜齿轮的结构。5作为太阳轮与3个行星轮6啮合，而3个行星轮与有外壳直接加工成的内齿圈内核，构成行星轮结构。三个行星轮的中心通过三角盘相连并引出输出轴。7为分端连接后的静密封结构。将外壳的外部和外壳的内部分成两个部分，连接的截面采用螺纹进行紧固，在外部连接处和内部连接处分别放置一个密封圈，通过三层密封的分布方式在保证密封的前提下还能将外壳分段，方便各类零部件的安装。8为梅花形弹性联轴器，用于连接减速器输出轴和螺旋桨轴。螺旋桨在复杂多变的海水环境中工作，因此受到多变的径向力与轴向力的影响。在联轴器区域，为防止螺旋桨轴的复杂受力影响减速箱齿轮的啮合，并进一步影响电机轴的运行，需要采用弹性联轴器。根据《机械设计手册》，在诸多弹性联轴器中，可选择梅花形弹性联轴器。其在中间连轴区域中存在一个梅花形弹性件，对轴向载荷起到足够的缓冲作用。联轴器与轴的连接采用无键连接，即将联轴器的孔与两端的轴的形状做成三角形状，方便啮合。9为角接触球轴承，分布于轴系各处，支承轴系各处的载荷。对于螺旋桨轴所在的一对角接触球轴承来说，由于螺旋桨在安装上对于轴承来说的悬臂上，在工作过程中可能会受到比较大的力矩，且如在减速箱设计中的计算，两个轴承为支点的悬臂梁的受力最大处为距离悬臂较近的那个轴承，因此轴承的间距需要保持较大距离，防止右侧的轴系承受较大的力矩。10为两个唇形密封圈的对称结构，将客体腔室和外部环境分离开来，同时提供润滑，具有优良的密封润滑性质。12为涵道，涵道的设置是为了保证螺旋桨与佩戴者分离，杜绝安全隐患。为保证水流的稳定，涵道的桁架面同样采用机翼型结构以稳定来流。13为涵道的支撑架，与壳体相连，其横截面也仍然采用流线型结构以稳定来流。13与12通过螺纹连接进行固连。14则为螺旋桨的主体结构，采用四片式，结构紧凑。螺旋桨的前端选择流线型外壳，中间挖孔，与螺旋桨轴固定连接。以上是本水下推进装置的主体结构。该主体结构中，电机、