柱塞式水泵设计说明书

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1、柱塞式水泵设计说明书参赛单位：长春科技学院指导老师：付建国刘毅杨凤双参赛学生：周英（交通运输汽车运用）王金满（交通运输汽车运用）陈杰（交通运输汽车运用）作品意义有助于培养大学生创新设计意识，提高综合工程应用能力与团队协作能力、动手操作能力和工程训练实践能力。有助于提高针对实际需求进行设计创新，提高机电综合应用能力、工业造型设计能力及文化内涵与产品相结合设计的想象能力。有助于提高工艺制作和市场与成本控制等实际工作能力，培养精益求精、实事求是、敢于创新的技能专业素质和职业修养。有助于促进基础知识与综合能力的培养，将

2、理论知识与专业实践相结合。有助于人们科学规划、设计成本、实用好、效率高的产品，充分有效的利用能量，提高培养相关机械设计、工艺、成本分析和工程管理的设计能力。设计理念来源于汽车的发动机。柱塞式水泵就相当于发动机的气缸和活塞的组合。通过对设计要求的分析，想要达到多泵水的目的，必须尽可能的加大柱塞孔的截面积，尽可能增加柱塞的个数，由于所给的材料的限定，最多只能做四个孔。零件结构设计柱塞式水泵泵体柱塞连接板柱塞支架标识端盖一、泵体竞赛对泵体的要求：材料为Y112硬铝合金，直径110cm长60cm。泵体作为本次柱塞水泵的

3、载体，其工作空间的大小是本次竞赛的关键，所以泵体要尽可能满足以下条件：（1）要达到多泵水的目的，就要求泵体上柱塞孔尽可能的多，也就是柱塞的总的截面积尽可能的大。但是由于所给的材料的限定，最多能做四孔柱塞。考虑到实际操作的可行性，最终选择，三孔柱塞；（2）柱塞工作空间做到精确定位保证与连接板轴向平行，内壁光滑以减小摩擦，起到密封的作用；（3）车削加工时要求柱塞孔有较好的圆柱度与垂直度；（4）泵体外表面要求较高的圆度以方便后端盖的安装，且与后端盖形成间隙配合，具有密封与紧固的作用；（5）泵体上应该有方便与支架之间相

4、固定的连接点，方便装配和调整；（6）由于制作材料限定，所以在设计制作的过程中应考虑到尽可能的减少其重量以达到降低成本的目的；根据上述分析，为使泵体结构简单、工作稳定、效率高。通过AutoCAD进行计算机辅助设计分析，确定活塞数量和理想状态下的排水量，从而对泵体的设计有一个合理的选择。二、柱塞柱塞，设计理念来源于汽车发动机的活塞。模仿活塞的构造，对柱塞进行设计。活塞是这次泵水系统的关键，属于运动件。与泵体内腔组合成工作区域，其在远离端盖运动过程中不断地改变工作容积，利用大气压的作用将水吸入工作区域，并在驱动力的作

5、用下活塞压向端盖将水排到量杯中。柱塞与泵体内腔的配合很显然是间隙配合，要求：一柱塞能在泵体内腔里活动自如且尽量不漏气；二数控铣床与车床加工要有很高的加工精度和配合精度。三、柱塞连接板连接板有连接、固定、传递的作用。一端将各个柱塞连接使其具有相同的运动状态，另一端与驱动装置连接。连接板与柱塞的连接我们选用的是卡簧连接。优点是结构简单、易于装配，为了保证各个柱塞的同轴度，它们之间的配合是间隙配合。连接板与动力驱动装置之间用销连接。为了节省材料，把连接板分为连接轴和连接法兰盘两部分加工为了减小驱动功率，在保证连接板强

6、度的情况下我们确定为8mm厚，并在其空闲位置钻几个孔来减轻重量。四、端盖水泵的端盖所起到的主要作用是密封，提供工作用的压力，并且将进水孔和出水孔也配在端盖上，起到连接和进出水的效果，还可以提供一个小的储水空间。对端盖的设计要求是在起到如上作用时要保证密封，不能漏气漏水，在进水孔和出水孔处，应配有外径8mm标准水管的快换接头，快换接头与端盖的连接需要密封性良好，在进水管和吹水管处安装两个小压力单向阀，这个过程应确保水在流通过程中减少流动阻力，从而提高水泵的工作效率。五、支架支架的选用从大赛主委会的赛事要求来看经济

7、性，故选用一块ABS工程塑料做支架的主体部分，上部做一个圆孔用于夹紧与平衡固定，其下部用于连接底座，使之连接成一个整体平稳的安放在工作台上。支架底座该方案中底座是为了支撑泵体与稳固及平衡的作用，其利用双L形15号钢，在水平方向上用几个螺栓与螺母进行紧固。在竖直方向上钻取两个孔用于安装固定在工作台上。既保证工作强度又经济。六、大赛标识大赛标识明确的标出本次竞赛的标识和参赛队伍信息，美观经济为主，我们采用相纸打印，再用透明防水胶条保护使其不受到影响。长春科技学院第二参赛队功能优化设计功能优化设计：配水系统优化密封设

8、计优化支架结构优化柱塞连接优化配水系统优化在配水系统管路优化方案上我们经过深思熟虑决定用普铣钻出两个孔，在按上快换接头后，进水口至于上方，出水口在下方，这样设计的优点在于：泵进来的水可以流动自由。吸水过程中，从上方进水口进入泵体，依据自身重力流向内腔下方;而在排水时，水在活塞压力作用下，很容易排出。密封设计优化泵体与端盖的连接，泵体的工作内腔是水泵工作表面，要求很高的精度，活塞与泵体的