快速阀设计.docx

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快速阀设计

毕业论文（设计）

题目名称：

快速阀设计及虚拟模型构建

题目类型：

毕业设计

学生姓名：

院（系）：

机械工程学院

专业班级：

指导教师：

时间：

2014年3月至2014年6月

长江大学毕业论文（设计）任务书I

快速阀设计及虚拟模型构建开题报告III

长江大学毕业设计指导教师评审意见X

长江大学毕业设计评阅教师评语XI

长江大学毕业设计答辩记录及成绩评定XII

快速阀设计及虚拟模型构建摘要XIII

1前言1

2选题背景与方案确定1

2.1题目来源1

2.2研究的目的和意义1

2.3国内外研究现状及发展趋势2

2.4研究思路及方案确定2

2.5快速阀的工作原理及零件6

3快速阀核心构件的设计9

3.1齿轮的选材及设计9

3.2齿轮轴的选材设计16

3.3齿轮轴的校核分析20

4基于SolidWorks的建模、装配、爆炸、动画32

4.1SolidWorks软件简介及建模技术概述32

4.2快速阀各个零件建模34

4.3快速阀装配图39

4.4快速阀爆炸视图39

4.5快速阀动画简介40

5设计总结及致谢42

参考文献43

长江大学毕业论文（设计）任务书

学院（系）机械工程学院专业机械班级机械11006

学生姓名肖干指导教师/职称蒋薇/副教授

1.毕业论文（设计）题目：

快速阀设计及虚拟模型构建

2.毕业论文（设计）起止时间：

2014年　6月～2014年　6月　

3．毕业论文（设计）所需资料及原始数据（指导教师选定部分）

设计参数：

阀口直径48mm，尺寸：

长×宽×高：

均要求在0.5M以下。

4．毕业论文（设计）应完成的主要内容

⑴确定快速阀的设计方案，并对其进行优化。

⑵完成阀杆的设计计算与校核。

⑶完成传动部分的设计计算。

⑷完成阀体、手柄、阀盖等关键部位的设计计算。

⑸完成所有零件的三维模型并进行虚拟装配。

5．毕业论文（设计）的目标及具体要求

综合运用所学的外语、数学、力学、图学、材料学、机械学和计算机基础等方面的知识，认真完成好毕业设计。

毕业设计的规模和质量均需达到学校的要求。

毕业设计结束时需提交：

1）开题报告1份（阅读与研究课题有关的有代表性的参考文献资料15篇以上）；

2）毕业设计说明书1份（字数不少于1.2万字或1.2万字篇幅的内容）；

3）完成总装图和主要零部件的零件图，并进行虚拟建模。

6、完成毕业论文（设计）所需的条件及上机时数要求

⑴具有较强的独立分析和设计能力，能够熟练运用机械原理、机械设计以及工程制图方面的知识，综合分析解决问题。

⑵具有较强的绘图、分析、计算能力。

⑶上机时数不少于150学时。

任务书批准日期年月日教研室（系）主任（签字）

任务书下达日期年月日指导教师（签字）

完成任务日期年月日学生（签名）

长江大学

毕业设计开题报告

题目名称快速阀设计及虚拟模型构建

院（系）机械工程学院

专业班级机械11006班

学生姓名肖干

指导教师蒋薇

开题报告日期2014年4月7日

快速阀设计及虚拟型模构建

学生：

肖干，长江大学机械工程学院

指导教师：

蒋薇，长江大学机械工程学院

1题目来源

社会实践

2研究目的和意义

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。

3阅读的主要参考文献及资料名称

[1]机械工程图学／王巍，钱可强等主编.北京：

机械工业出版社，2008.8.

[2]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].第八版.北京：

高等教育出版社，2006.

[3]天津大学机械零件教研室编.机械零件[M].天津：

科学技术出版，1983.

[4]龚溎义.机械设计课程设计图册[M].北京：

高等教育出版社，2011.

[5]成大先.机械设计手册[M].北京：

化学工业出版社，2008.

[6]李卓球.理论力学[M].武汉：

武汉理工大学出版社，2010.

[7]侯作富，胡述龙，张新红.材料力学[M].武汉：

武汉理工大学出版社，2010

[8]龚溎义.机械设计课程设计指导书[M].北京：

高等教育出版社，2011.

[9]朱孝录.齿轮传动设计手册[M].北京:

化学工业出版社，2000.

[10]廖念钊，古莹庵，莫雨松，李硕根，杨兴骏.互换性与技术测量[M].北京：

中国计量出版社，2007.

[11]清华大学工程图学及计算机辅助设计教研室编.机械制图[M].北京：

高等教育出版社，2006.

[12]SolidWorks2005入门范例与提高／东方人华，徐东升等主编.北京：

清华大学出版社，2005.09.

[13]湛迪强.SolidWorks2008宝典[M].电子工业出版社，2008.

[14]程绪琦.AutoCAD2008中文版标准教程[M].电子工业出版社，2008.

[15]AutoCAD实用教程／刘广瑞，乔金莲主编.西安，西北工业大学出版社，2007.6.

[16]王先逵.机械制造工艺学[M].第二版.北京:

机械工业出版社，2006.

[17]江耕华,胡来瑢,陈启松.机械传动设计手册[M].北京：

煤炭工业出版社,1990.

[18]YeZhonghe,LanZhaohui.MECHANISMSANDMECHINETHEORY[M].北京：

高等教育出版社,2001.

[19]董宝山.提高蜗轮减速器质量的有效方法[J].机械制造与自动化,2003,（3）

[20]MinkyoCho，CheolKim.DynamicAnalysesofFluctuatingBearingForcesonWormGearsofSpeedReducers[J].InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing.2012，Vol.13,No.2：

193-199.

[21]AntalTiberiuAlexandru.Wormgearswithoptimizedmaingeometricalparametersandtheirefficiency[J].Mechanika，

[22]H.Giberti，S.Cinquemani，G.Legnani.Mechatronics[J].ContentslistsavailableatScienceDirect.2010：

604–610

[23]VijayaKumarAmbarisha,RobertG.Parker.Nonlineardynamicsofplanetarygearsusinganalyticalandfiniteelementmodels[J].JournalofSoundandVibration,2007,302:

577–595

[24]VilmosV.Simon.Influenceoftootherrorsandshaftmisalignmentsonloadedtoothcontactincylindricalwormgears[J].MechanismandMachineTheory，2006，41（6）.

[25]V.A.Popov.CylindricalWormGearswithImprovedServiceProperties[J].JournalofMachineryManufactureandReliability，2010,39（3）.

[26]K.J.Sharif，H.P.Evans，R.W.Snidle.Predictionofthewearpatterninwormgears[J].Wear，2006,261（5/6）.

[27]S.S.MAHEEDHARA，F.POURBOGHRAT.FiniteElementAnalysisofCompositeWormGears[J].JournalofThermoplasticCompositeMaterials，2007,20

（1）.

[28]M.J.French.Anovelwormgearofhighefficiency[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers.PartC,Journalofmechanicalengineeringscience，1996,210（C6）.

[29]VilmosSimon.LoadDistributioninCylindrical Worm Gears[J].JournalofMechanicalDesign，2003,125

（2）.

4国内外的发展趋势与研究的主攻方向

4.1快速阀的现状

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。

4.2快速阀的发展趋势

　　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。

5主要研究内容、重点研究的关键问题及解决思路

1.主要研究的内容有：

1）齿轮齿条的设计:

齿轮齿条的啮合，如何达到省力安全高效的目的。

2）齿轮轴的设计及材料选用：

在满足强度硬度经济性的要求下如何使轴轻量化。

3）内外阀瓣及弹簧的设计：

阀瓣必须耐磨耐腐蚀轻便且与阀盖密切配合，弹簧要有足够长的寿命且轻量化。

4）手柄的材料选用：

主要满足经济性。

5）快速阀设计方案的优化：

根据使用要求进行优化。

6）快速阀的虚拟模型构建：

装配图，各部件的三维图，工作过程动画的制作。

2.重点研究的问题是齿轮的设计和内外阀瓣弹簧的设计

3.齿轮轴的设计计算：

1）根据受力初步确定轴的最小直径；

2）根据轴上零件布置设计零件的结构；

3）确定零件轴向定位及周向定位方案及其他附件（轴承、端盖等）的型号和结构。

4）SolidWorks三维立体模型的建立。

4.内外阀瓣及弹簧的设计：

1）内外阀瓣：

根据阀门最大流量确定阀瓣直径，在两阀瓣上装上密封圈以密封和保护阀板，材料的选择和配合方式。

2）弹簧根据具体工作环境自。

6完成毕业设计所必备的工作条件及解决的办法

1已具备的条件：

指导老师给定的原始数据、任务书及部分相关工具书；基本的专业基础知识及个人分析能力；相关绘图软件（AUTOCAD,Solidworks）等。

2尚缺条件：