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摆线泵泵站设计计算说明书

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摆线泵泵站设计计算说明书1.前言摆线泵是一种内啮合齿轮泵，具有结构紧凑，容积效率高，工作平稳等特点，在动力机械、机床、和许多轻工业机械中被广泛应用。

参阅相关的论文，目前很少有能直接用于摆线泵理论排量精确计算的数学模型，所论述的外转子非啮合区齿廓以锐角转折，不便于制造。

为此，根据啮合传动原理，导出摆线泵的齿廓坐标计算的数学公式，并得出了理论排量计算的数学公式，便于从事摆线泵设计和制造的同行直接引用。

2.设计原始参数直流电机转速为8000r/min,行星齿轮转动比6.0,中心距a=2.2,油压8Mpa。

3摆线泵泵站的结构概述摆线泵是一种为输送液质流体而提供中、低压力的装置，它与渐开线齿轮泵比较，在相同的结构尺寸条件下具有流量大的优点。

图1中绘出摆线泵的三个构件，在座圈上切制了容纳摆线啮合副的圆柱形凹坑，钻出进液孔和出液孔，并且还制出两个圆弧形构槽，作为进液区和出液区。

进液孔和出液孔分别与阀板连通。

另有一个端盖将摆线啮合副密封（图中未画出）。

在端盖上有，供驱动轴通过并与摆线齿轮键销联接。

图1 摆线泵的主要构件电动机的转速经一级渐开线行星齿轮机构减速后，使摆线齿轮的驱动轴低速回转，带动摆线泵运转。

图2中绘出摆线泵的啮合过程，其中摆线齿轮的齿数为8，分齿角为45º，图示的每步转角9º；圆弧齿圈的齿数为9，在摆线齿轮的推动下，每步对应回转角8º（注：实际运行是连续回转，而不是步进回转）。

当摆线齿轮的转角为45º时，完成一对轮齿的啮合传动全过程。

从图2中可以看出：在水平中心线的上方，摆线齿轮与内齿圈之间的齿间空腔逐渐增大，产生负压，因而能经由管道从储液箱吸入油液或其它液态工质；在水平中心线的下方，齿间空腔逐渐减小，从而使已存贮在齿间空腔内的液态工质的压力增大并输出。

液态工质的工作压力由后续的液压系统中的溢流阀或调压阀控制。

图2 摆线泵的啮合过程摆线泵的总体结构如图3所示，电动机经一级渐开线行星减速机构降速驱动摆线泵的摆线啮合副工作，摆线泵上附有低压液体进液管、溢流阀和高压液体出口接头等相关配件。

图3 摆线泵站的总体结构4电动机主要参数选择直流电机转速为 8000r/min5渐开线行星减速传动机构设计渐开线行星齿轮传动设计时必须满足以下4项准则要求：1)传动比条件—在选配中心齿轮和内齿圈的齿数时，必须满足传动比求。

2)同中心距条件—即行星齿轮与内齿圈的中心距和行星齿轮与中心齿轮的中心距必须相等。

3)多个行星齿轮均匀分布条件—即必须保障多个行星齿轮能够被均匀安装在行星架上，并能与内齿圈和中心齿轮正确啮合。

4)不邻接条件—行星齿轮数量在三个以上时，必须防止相邻的行星齿轮不干涉。

5.1齿数、模数和行星齿轮数目确定(1) 为满足准则1）,渐开线行星减速机构的传动比按下式计算3111H z z i z +=（1）根据输入和输出转速的要求，即可按式设计确定中心齿轮1和齿圈3的齿数，即 311(1)H z z i =-=12(6-1)=60 （2）行星齿轮2可按下式计算确定3122z zz -= =(60-12)/2=245.2变位传动设计计算求得的2z 值若非整数，应取邻近的整数。

为满足准则2）的要求，可分两种情况处理：如按上式求得的2z 值是整数，则必然满足准则2）的要求，齿轮可以采用标准齿轮，也可以采用变位齿轮；如2z 值是经圆整后整数，则必须采用变位齿轮才能满足准则2）的要求。

5.3 齿轮几何尺寸计算 1） 确定模数和齿数根据结构尺寸要求，初选齿轮的模数m 。

根据传动比和设置行星齿轮的数量，按式（2）和（4）计算确定齿数z 1、z 3，然后按式（3）计算行星齿轮2的齿数z 2。

确定齿数z 1、z 2、、z 3的过程是一个反复分析比较的过程，力求获得一组优化的数据。

齿形标准参数为刀具角α=20°、齿顶高系数h a * =1.0、顶隙系数c *=0.25。

2） 变位齿轮传动设计和主要几何尺寸计算计算中心距: 两对齿轮的标准中心距为12121()2a m z z =+=0.5(12+24) =1823321()2a m z z =- =0.5(60-24)=18根据同中心距条件，取 ''1223a a =3）计算啮合角'1212'12cos arccos()a a αα==34.401779 '2323'23cos arccos()a a αα==34.401779 4）计算变位系数121212()2tan z z x x inv inv ααα+'+=-=1.1782269 323223()2tan z z x x inv inv ααα-'-=-=-0.78548 式中渐开线函数按下式计算121212tan inv ααα'''=-=0.0387288t a n i n v ααα=-=0.014904 232323t a n i n v ααα'''=-=0.038729 角度值以弧度计。

根据求得的12()x x +和32()x x -值，可适当分配1x 、2x 、3x 。

在确定各变位系数值时，必须顾及不发生根切的条件和齿顶不变尖条件5.4 齿轮齿廓的渐开线坐标计算及齿形绘制绘中心齿轮1的齿廓数据5.63815572471545,05.75008134290669,0.0150333722006782 5.86188875235798,0.0429729048066749 5.97345896361471,0.07976763684788636.08467220523171,0.12406030037854 6.1954080010376,0.175105477825059 6.305545248013,0.232422598825833 6.41496229474006,0.295672614237893 6.52353702038017,0.364601********* 6.63114691413643,0.439009566184658 6.73766915515729,0.518735********* 6.84298069283727,0.6036416487362 6.94695832747058,0.6936121631718167.04947879121315,0.78854291556791 7.1504188293083,0.888340323826883 7.24965528153119,0.99291820383204 7.34706516380699,1.10219577273821 7.44252574995746,1.21609612000288 7.53591465353061,1.33454501716114绘行星齿轮2的齿廓数据11.2763114494309,011.4001953361241,0.0123170418737174 11.5240392431066,0.0350453055146745 11.647803037881,0.0647611895712032 11.7714464284603,0.10028611933527311.8949289713092,0.1409593072526412.0182100793241,0.186347565120581 12.1412490298504,0.236141525374091 12.2640049727352,0.290107712209718 12.3864369384149,0.348062910674708 12.5085038460359,0.409859058743585 12.6301645116067,0.475373696523817 12.7513776561805,0.54450359996507 12.8721019140672,0.61716035691866612.9922958410725,0.69326718785482813.1119179227637,0.772756596795397 13.2309265827596,0.855568594758175 13.3492801910448,0.94164932924636 13.4669370723055,1.0309500087245绘内齿轮3的齿廓数据29.7764055171656,0.366142*********29.9225206064648,0.4191987757158130.0685088430429,0.47478918006343 30.2143593751647,0.532840275831261 30.3600613350851,0.593287444870376 30.5056038395319,0.656073432512238 30.65097599019,0.721147115895161 30.796166874187,0.78846253657179930.9411655645785,0.8579781289671331.0859611208359,0.929656096705487 31.2305425893335,1.00346190242801 31.3748990038378,1.07936384599347 31.5190193859964,1.15733271241207 31.662892745829,1.23734147544596 31.8065080822183,1.3193650461205431.949854383402,1.4033800578196332.0929206274655,1.48936468144439 32.2356957828354,1.57729846547754 32.3781688087738,1.667162196833175.5 行星传动啮合状态检验采用多个行星齿轮能提高传动机构的负荷能力，但必须满足上述准则3）和准则4）。

设行星齿轮的数量为n ，根据准则3）的要求，必须按下式校核计算，并调整3z 、1z 和2z 值。

31z z k n+==(60+12)/3=24 为整数 根据准则4）的要求，必须满足条件式*122()sin()22a z z z h nπ+>=++ （5）(12+24)sin(π/3)=31.167 > 281）避免产生根切。

要求选定的变位系数不小于齿轮不产生根切最小变位系数。

2）避免齿顶变尖。

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泵站计算说明书

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一、流量的确定和设计扬程的估算：1、计流量设计水量为100000吨／天，用水时变化系数为1.5最高日平均用水量Q ：2、估算扬程：（1）泵所需的净扬程：最低水位时：181817.4.m ST H =+-+2+2=3276最高水位时：181821.2m ST H =+-+2+2=28.96（2）自流管的水头损失：清水池到吸水井设置两根同样的自流管 每根自流管的流量311 1.7360.86822i Q Q m s ==⨯= 取经济流速 1.0v m s =1051.5D mm === 查水力计算表得，实际管径选用'1000mm D =，实际流速' 1.1v m s =，水利系数31.3310i -=⨯自流管沿程水头损失3y 1.3310100.0133h il m -==⨯⨯=自流管在清水池中设置喇叭口一个，采取垂直安装应遵守一下规定：1）．淹没深度0.5 1.0h m ≥2）．喇叭口与井底间距要大于0.8D ，行进流速小于吸水管进口流速3）．喇叭口距清水池池壁距离要大于0.75 1.0（）D 。

查水力计算表得：喇叭口局部阻力系数10.2ξ=，喇叭口与自流管采用90钢制弯头，局部阻力系数2 1.07ξ=自流管阀门局部阻力系数3.1o ξ=33100000 1.56250 1.73624Q m h m s =⨯==自流管出口局部阻力系数4 1.0ξ= 自流管的局部水头损失221234 1.1()(0.2 1.070.1 1.0)0.146229.8j v h m g ξξξξ=+++=+++⨯=⨯ 正常工作时，自流管总水头损失：0.01330.1460.16y j h h h m =+=+=泵站内管路的水头损失粗估为2m则泵设计扬程为：低水位时，max 18+18+10+2+2+0.16-17.4=32.76m H =高水位时，max 18+18+10+2+2+0.16-17.4=28.96m H =二、初选泵和电机四台500S59A 型泵3(Q 15002170m ,3957,320,6)SV h H m N KW H m ====，三台工作，一台备用。

泵站设计计算书

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泵站设计计算书1、流量与扬程确定给水系统中自身用水系数β=1.01=1.5×10000×1.01×1.41÷24=890m3/h 近期最高日最高时流量Q1=1.01×10000×1.5÷24=631.3 m3/h 近期最高日平均时流量Q2远期设计最高日最高时流量Q=2.5×10000×1.01×1.41÷24=1483 m3/h3=2.5×10000×1.01÷24=1052.1 m3/h 远期最高日平均是流量Q4预留安全水头h1=2m泵站内各部分水头损失h2=2m设计总扬程为H=h+ h1+ h2=42m2、机组选型=0.7*890=623 当一个泵检修时，另一个泵应通过70%的近期设计流量，即Q‘1=0.7*1483=1038 m3/h，以保证供水能力。

m3/h，Q'2水泵性能数据使用方案：近期采用2用一备，远期采用3用一备的方案查厂家提供的水泵样本可知底板为方形，长宽均为600mm，底座螺孔间距均为550mm，底座螺孔的直径φ22。

由于采用的是立式泵，基础仅需考虑泵底板尺寸即可。

根据规范要求：基础长度L=底座长度L 1+（0.15~0.20）m=600+200=800mm 基础宽度B=底座螺孔间距b 1+(0.15~0.20)m=550+200=750mm于是计算出基础平面尺寸为800mm*750mm ， 机组总重量W=1550*9.8=15190N, 基础深度为H=**0.3B L W=3m式中 L ——基础长度，L=0.800m ； B ——基础宽度，B=0.750m ；γ——基础所用材料的容重，对于混凝土基础，γ=23520N/m 33，吸水管和压水管路的确定吸水管采用钢铁管 v=1.36m/s 1000i=6.39 DN=400mm 压水管采用钢铁管 v=2. 4m/s 1000i=29.1 DN=300mm 4，吸水管和压水管的水头损失 吸水管中水头损失∑h=∑h s +∑h l∑h l =1.5*6.39÷1000=0.0096m∑h s =(ζ1+ζ2+ζ3)*v 2/2g+ζ4*v 21/2g=(0.1+0.9+0.2)*1.362/2*9.8+0. 18*2.42/2*9.8=0.166mζ1:吸水口局部阻力系数ζ2：标准钢铁400mm900弯头局部阻力系数 ζ3：蝶阀局部阻力系数ζ4：DN400*300偏心渐缩管的局部阻力系数 ∑h=0.0096+0.166=0.1756m 压水管路德局部损失∑h=∑h s +∑h l∑h l =2.5*29.1÷1000=0.07m∑h s =(ζ5+ζ6+ζ7)*v 2/2g=(3.5+0.2+0.2)*2.4/2*9.8=0.478m ζ5：止回阀局部阻力系数 ζ6：蝶阀局部阻力系数ζ7：蝶阀局部阻力系数∑h=0.07 +0.478=0.548m因为泵内总损失H=0. 548+0.1756=0.7236m所以所选的泵是适合的。

水泵站设计说明书

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第1节 绪论 1.1 泵站的设计水量为3.5万m 3/d 。

1.2 给水管网设计的部分成果：1.2.1 根据用水曲线确定二泵站工作制度，分两级工作。

第一级，从6：00到20：00，每小时占全天用水量的5.27％。

第二级，从20：00到6：00，每小时占全天用水量的2.62％。

1.2.2 城市给水管网的设计最不利点的地面标高为133m,建筑层数5层，自由水压为24m 。

1.2.3 给水管网平差得出的二泵站至最不利点的输水管和配水管网的总水头损失为13.5m 。

1.2.4 消防流量144 m 3/h ，消防时的总水头损失为18.6m 。

1.3 清水池所在地地面标高为125m ，清水池最低水位在地面以下4m 。

1.4 城市的冰冻线-1.8m 。

1.5 泵站所在地土壤良好，地下水位为-7m 。

1.6 泵站具备双电源条件。

第2节 水泵机组的初步选择2.1 泵站设计参数的确定泵站一级工作时的设计工作流量s L h m Q /./.%..36151251844275105334==⨯⨯=Ⅰ 泵站二级工作时的设计工作流量s L h m Q /./%..722254917622105334==⨯⨯=Ⅱ泵站一级工作时的设计扬程m ..h h H H c 55125132412Z 0＝＝泵站内Ⅰ++++++=∑∑其中 c Z —地形高差（m ）；0H —自由水压(m)；∑h —总水头损失(m)；∑泵站内h—泵站内损失（初步估计为1.5m ）。

2.2 选择水泵可用管路特性曲线进行选泵。

先求出管路特性曲线方程中的参数，因为m H ST 362412=+=，所以5222595123602513m /s ./.Q /h h S =+=+=∑∑）（）（泵站内，因此225936Q SQ H H ST +=+=。

为了方便日后水泵的管理和维修，选择三台同样型号的水泵，互为备用，第一级工作时两台水泵并联工作，第二级工作时一台水泵单独工作。

3+1摆线泵封面及编写提纲

3+1摆线泵封面及编写提纲

摆线泵泵站设计计算说明书机械分析与设计实践专题
年级
专业
学号
姓名
指导教师
浙江大学城市学院工程分院
2011年10月
摆线泵泵站设计计算说明书编写提纲
1. 摆线泵泵站的结构概述
2. 设计原始参数
3. 摆线泵设计计算
3.1 摆线泵的结构参数设定
齿数、圆弧齿圈齿数和摆线齿轮齿数、圆弧齿圈的齿面圆弧半径、齿面圆弧中心的分布圆半径、圆弧齿圈和摆线齿轮的啮合中心距（即偏心距）
3.2 摆线齿轮齿廓坐标计算
3.3摆线齿轮齿形绘制、圆弧齿圈的齿形绘制
3.4摆线齿轮啮合状态图绘制
3.5摆线泵的排量分析计算
4.渐开线行星减速传动机构设计
4.1传动比、齿数、模数和行星齿轮数目确定
4.2变位传动设计计算
4.3齿轮几何尺寸计算
4.4齿轮齿廓的渐开线坐标计算及齿形绘制
4.5行星传动啮合状态检验
5.溢流阀分析设计
5.1溢流阀结构及主要元件设计
5.2溢流阀结构设计说明
5.3溢流阀弹簧结构参数设定
5.4溢流阀弹簧的刚度计算
5.5溢流阀弹簧的装配压缩量计算
6.摆线泵泵站的结构设计
6.1摆线泵泵站的结构总图设计的简要说明
6.2摆线泵泵站的主要零件设计
6.3渐开线齿轮零件图、摆线齿轮零件图、行星架零件图、溢流阀弹簧零件图
附录：渐开线行星齿轮机构设计计算表
摆线齿轮齿廓坐标计算表
总装设计图
主要零件设计图
上述文本内容中有关设计计算部分必须应用数学公式编辑器输入相关的计算公式，并代入设定的参数后求得相应的结果数据。