泵类机械的演化过程.doc

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1、泵类机械的演化过程曲柄连杆机构(图1)广泛地用于各类机械产品之中．许多容积式泵和发动机，就是在曲柄连杆机械的基础上发展、演化、完善而来．其最后产品的形状可能是各种各样的，产品与产品之间可能有很大差异，但是它们有着共同的基础——曲柄连杆机构．典柄连杆机构可能演化出许多其它的机构，曲柄滑块机构(图2)是其中的一种．我们以活塞代以曲柄滑块中的滑块，再配以适当的缸体，这样就形成了一个能变化的密封容积，具备了容积式泵的基本条件，这就是最初往复式柱塞泵的原形．活塞可以是圆柱形的，也可以是其它形状如球形球体的一部分等．可变化的密闭工作容积可以由

2、活塞和缸体形成，也可以由其它构件组成连杆．图1曲柄连杆机构图2曲柄滑块机构机构演化出的泵及发动机类机械产品，只要仔细观察就不难发现它们之间有内在的亲缘关系，它们有一个共同的“始祖——曲柄连杆机构．然而，在另一些机械产品中，这种亲缘关系并不能直观地显露出来．但是，这种亲缘关系仍然存在．如斜盘泵和由摆盘机构及活塞缸体所组成的泵类．这些泵可以看成是曲柄连杆机构所组成的图3活塞连杆与滑靴铰接摆动示意图活塞式往复泵向空间演化的结果．在空间坐标系中，活塞连杆与滑靴铰接中心B点相对于A点，只是做以A点为圆心，以AB长为半径的摆动如图3所示．因此

3、，AB连线即为曲柄，BC连线即为连杆．而这一曲柄连杆机构与平面曲柄连杆机构相比，在外形上已有了变异．再如单螺杆泵。单螺杆泵在构形上是一种平面泵的螺旋演化，其主要构件是单螺杆．其结构示意图如图4。以任意垂直于筒体的截面截取单螺杆，其断面形状均为圆形，但其圆心不是在一条直线上，而是在一条螺旋线上．图5是以a、b两截面截取一小段螺杆，螺杆转动0。60、120。、180。、240。、360。时两截面的相对位置情况．把它与由平面曲柄连杆等长机构所组成的活塞式往复泵对比，发现它们之间有着极相似之处．可见，偏心螺杆在横截面上实质是曲柄连杆等长机

4、构中的连杆AB，不同的是将滑块去掉，密封面由扩大了的构件A和泵腔相切的两个切点来完成，两个安装在螺杆端头的万向节实质上是一根空间的曲轴，其平面的投影与曲柄的半径BC相对应．单螺杆泵与活塞式往复泵相比，在外形上已有了较大的差异．这里仅以泵类产品为例，说明泵类产品之间内在的亲缘关系以及产品之间的演化．其它机图4单螺杆结构示意圈图5螺杆截面示意圈械产品同泵类一样，也有内在的亲缘关系，或为一种机构，或为一个组成，由此演化出千千万万个不同形状、不同结构的产品．通过探寻这种亲缘关系，能使我们更多地了解机械产品的演化过程和演变方向．