同轴式磁力泵结构设计与三维造型开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告学生姓名： 叶凯 学号： 069054032 专 业： 机械工程学院车辆工程 班 级： 车辆061班 设计（论文）题目： 同轴式磁力泵结构设计与三维造型指导教师： 1文献综述磁力泵概述磁力驱动泵（Magnetic drive pumps）简称磁力泵，是磁力联轴器和泵结合为一体。他和机械式联轴器完全不同，是利用磁感应原理传递扭矩。它主要由（叶轮、压水室）、外磁钢（主动转子）、内磁钢（从动转子）、隔离套组成。原动机带动外磁钢旋转，由于磁场的作用内磁钢则同步旋转。因为内磁钢和叶轮连成一体，叶轮也就和内磁钢一起旋转而抽送液体。内磁钢和外磁钢之间有隔离套，所以磁力泵是一种无泄漏泵

2、。由于它完全杜绝液体的泄露，其应用领域越来越广，除航天航空部门应用外，在化工、冶金、轻工、食品等部门用来抽送强腐蚀、有毒、易燃和贵重液体。磁力传动技术自本世纪四十年代开发成功以来，已日益在石油化工、制药、印染、食品和国防等工业领域得到了广泛应用，解决了泵因采用填料密封和机械密封而存在的跑、冒、滴、漏问题，改善了泵在现场操作和维修条件，杜绝了环境污染，深受用户欢迎。通过对离心式化工泵故障调查，结果表明：66%故障发生在泵轴封部位，29%的故障发生在泵轴承部位，泵运转半年之后，约4050%机械密封几乎失效，造成泵轴封泄漏n1，这就充分体现出研究磁力传动技术和大力开发无泄漏磁力传动泵的必要性。研究开

3、发磁力传动设备的过程实际就是应用磁力传动技术研制磁力传动设备的过程，具体讲就是依据磁力传动的原理，研制出磁力传动器，并将磁力传动器应用在象泵这类具有动密封的设备上，实现对设备的密封与传动。磁力传动技术主要从所研制出的磁力传动器结构和磁力传动设备上体现出来，虽然磁力传动器的结构与工作原理并不复杂，但当它同工业中所使用的有关动设备相结合后，如某些泵和釜等，就显示出它非常重大的意义。磁力传动器的核心组成部分是能产生磁力的永磁体一永磁磁性材料，纵观磁力传动技术的发展史，实际是磁力传动器在工业动设备上的应用史，而磁力传动器的发展史又是永磁磁性材料的发展史。磁力泵按联轴器的形式不同可分为圆筒式和圆盘式。如

4、图1： 圆筒式 圆盘式图1 磁力联轴器结构示意图2研究内容根据任务要求，设计一种同轴式磁力驱动泵，绘制系统总体方案示意图。根据设计参数和设计要求，进行磁力泵水力参数设计计算。进行磁力泵轴向力计算，完成主要零部件强度校核验算。利用三维造型软件对整体结构进行造型和虚拟装配。绘制装配图及关键零件工作图。3设计方案与方法及意义通过查阅资料了解并熟悉有关泵的基本知识，知道泵的一些专业名词。根据老师给的参数确定泵的基本尺寸参数(主要是联轴器的尺寸计算和泵的水力计算以及轴的设计计算校核)，根据提供的流量，扬程，转速，功率，进出口直径来设计一台同轴式磁力泵，绘制系统总体方案示意图，根据设计参数和设计要求，进行

5、磁力泵水力参数设计计算。进行磁力泵轴向力计算，完成主要零部件强度校核验算。选择合适的材料，最后用三维造型软件（我用的Pro/E）画出主要零件的三维图。由于本课题是对同轴式磁力泵的结构设计和三维造型，所以可分为两个阶段，即结构设计阶段和三维造型及其运动仿真阶段。一、 结构设计阶段1磁力联轴器的结构设计：根据老师提供的技术参数，算出磁力泵所需的最大转矩和最小转矩，确定磁力联轴器的具体尺寸和需要的磁块材料及对数。2滑动轴承的结构设计：通过查阅现代泵技术手册选择滑动轴承的材料，并通过宽径比的选择计算出滑动轴承的尺寸和确定其润滑方式。3叶轮的结构设计：叶轮的结构尺寸是通过对泵的水力计算后，再根据经验公式

6、计算出的。4泵体的结构设计：类似叶轮的结构尺寸确定，也是通过水力计算后根据经验公式确定涡室的尺寸（进出口的尺寸已知）。5内轴的结构设计：内轴主要是确定它的材料和最小直径，最小直径是根据扭矩的大小确定的，确定最小直径的同时可根据轴常用材料的性能选择合适的材料。6后盖体的结构设计：根据磁力泵所需的整体长度和宽度确定其尺寸。7悬架的结构设计：悬架的径向尺寸要根据联轴器的尺寸确定，轴向尺寸根据滑动轴承的轴向尺寸选择。8其他零部件的结构设计：这些零部件主要是泵的连接件，大部分都是标准件，只要按照结构所需，参照标准选择即可。9同轴型磁力泵轴向力计算和水力计算：轴向力的计算和水力计算都是按照现代泵技术手册里

7、对离心泵计算的方法计算的，同时确定消除轴向力的方法。二、 基于Pro/E的三维造型和运动仿真阶段1磁力泵三维建模建模是机构仿真的基础。磁力泵的零件不多，其结构基本为回转类零件，但复杂性不同。因此最适合的建模方法就是旋转建模法，具体步骤为首先绘制零件的轴对称剖面图形，调节旋转中心线和旋转角度，然后再根据需要对其细节之处作必要的拉伸、剪切等，即可得到所需的模型。建模之后，为每个零件指定正确的颜色和材质，使模型具有真实感，又容易区别。另外，由于磁力泵作回转运动，为了解其内部结构及运动情况，可将隔离套颜色设为半透明。2组件装配当所有的零件均完成后，开始机构的仿真运动，该模式位于装配模式中，机构功能专门

8、用来处理组件间的运动仿真。组件要运动，装配时就不要被锁死而是要不分约束。但是部分约束并不是组装不完全，而是根据各组件的运动形态及彼此间的相对运动情况，通过对各中连接的设定，来限制组件的运动自由度。3机构运动仿真磁力泵组装完毕后，执行【应用程序】和【机构】命令，进入机构运动模拟的准备阶段。首先经过创建约束、创建伺服电动机，然后进行运动学分析、干涉检查，可将结果保存为PBK文件，以利于后续的文件操作。打开【动画】对话框，单击【捕获】。可以将运动动画输出成影像（MPEG、JPG）文件等，以方便以后的播放和观看。另外，还可单击【机构】和【测量】，对某个点的运动轨迹或某个连接所受的力等进行测量。意义：通

9、过水力设计确定个零部件的尺寸，为零件的三维造型做好准备，同时学习并应用三维软件，为以后的工作打下坚实的基础。4实施计划严格按照老师的要求合理安排时间。第1-2周第3-4周第5-7周第8-10周第11-13周第1415周熟悉本课题背景，查阅相关文献，了解磁力泵的结构，分析磁力泵各种设计方案的优缺点并选择合理方案，写出文献综述；总体设计方案的选择及初步计算；磁性联轴器的设计及计算；磁性联轴器装配图绘制；轴向力和水力计算；泵体、叶轮零件图绘制；绘制总体装配图，进行整体结构三维造型；编写设计说明书。5主要参考文献1 关醒凡.现代泵技术手册（第1版）（M）.北京：宇航出版社，1995年.2 关醒凡.泵的

10、理论与设计（第1版）(M).北京：机械工业出版社，1987年：3 王以真.实用磁路设计（第2版）(M).北京：国防工业出版社，2008.4 濮良贵 纪名刚.机械设计（第8版）(M).北京：高等教育出版社，2006.5 吴宗泽 罗圣国.机械设计课程设计手册（第3版）(M).北京：高等教育出版社，2006.6 杨惠英 王玉坤.机械制图(M).北京：清华大学出版社，2006.7 毛平淮.互换性与测量技术基础(M).北京：机械工业出版社，2006.8 王全先.机械零件三维造型Pro/E指导书(M).安徽工业大学机械学院，2006.9 田绪东.Pro/ENGINGEER Wildfire 2.0三维机械

11、设计(M).机械工业出版社，2006.10 祝凌云 李斌.Pro/ENGINEER运动仿真和有限元分析(M).北京：人民邮电出版社,2004.11 丁成伟主.离心泵与轴流泵：原理及水力设计(M).北京：机械工业出版社,1981.12 Mark Purvis.A pumping History Lesson world pumps(J).1999(9)：56.13 李国栋.磁性功能材料研究的应用进展，稀有金属材料与工程(J).1994-1995.14 潘树明.第三代永磁材料教-铷铁磁体，稀有金属材料与工程(J).1993，22（3）：1.15 Alfred Mersch. Magnetic -Drive Pump in the future.World pumps(J).1982(2).指导教师意见：指导教师签字： 学科（系）审查意见： 学科（系）负责人签字：