（一）设计任务

1.设计目的

掌握轴流式水泵叶轮的水力设计基本原理和基本方法，了解叶轮与水泵出口导叶的水力衔接和联系，加深对课堂知识的理解，培养学生进行产品设计、水泵技术改造及科学研究等方面的工作能力。

2.设计参数及有关资料

（1）泵的设计参数：流量Q=0.295m3/s；扬程H=4.1m；转速n=1450r/min。

（2）工作条件：抽送常温清水。

（3）使用动力：用电动机作为工作动力。

（二）设计内容及成果要求

1.设计内容

设计内容包括以下几个方面：

（1）泵和叶轮基本参数的选择和计算。

（2）泵的效率、汽蚀性能的估算和校核。

（3）叶片的设计及水力性能检查。

（4）用 “升力法”设计轴流泵叶轮。

（5）绘出叶片的木模图。

2.成果要求

要求提供的设计成果包括：设计说明书一份 （约1.5万字）；设计图纸1张，即叶轮叶片的木模图。

成果质量要求如下：

（1）计算说明书应做到字迹工整、书面整洁、层次分明、文理通顺。文中所引用的重要公式、论点及结论均应交代出处。

（2）设计说明书中应包括计算、表格和插图 （图表统一编号），配以目录和参考文献等内容，统一装订成册。

（3）设计图纸要求图面清晰、整洁，尺寸准确、齐全且符合标注要求，线条匀称，投影关系正确。

（4）说明书最后应有小结。设计小结是对设计关键问题或方法的认识或不完善之处所作的说明。叶轮水力设计是水泵设计的基础和关键，其所引用的理论、方法、设计程序和步骤，亦可应用到其他类似机械设计中去，深入的理解和掌握这些设计理论和方法，不仅可以增强学生的专业知识，而且对学生的技能也是一种锻炼，认真对设计中的某些问题进行小结分析，对提高学生的专业素质和分析、解决问题的能力是十分必要的。

（5）课程设计要求在规定的时间和规定的教室内完成，课程设计不仅是对学生独立工作能力的培养，也是一项较全面的对学生素质水平的考核。学生必须认真对待，同学之间亦可以互相讨论、研究，但不能抄袭或套用数据。

（三）设计步骤

1.计算比转速ns

2.确定叶轮外径D和轮毂直径dh

根据经验可取dh/D=0.475。

叶轮进口处的轴面速度

(www.daowen.com)

根据轴面速度，可计算叶轮的外径及轮毂直径

3.计算叶轮进口速度

4.确定叶片数z

根据经验，可取z=3。

5.确定轮毂叶片最大的厚度ymax

6.确定泵的理论扬程Ht

式中，ηh=0.87。

7.分5个计算截面

每相邻两截面的直径差数可取38mm，则5根流线的直径分别为140mm、178mm、216mm、254mm、292mm。

8.列表计算 （见表2-3-2）

表2-3-2　用升力法设计轴流泵叶轮的计算表

续表

9.绘制木模图步骤

（1）绘制翼型图。据计算结果选定翼型后，绘制翼型图。

（2）确定叶片旋转轴线位置。通常取离翼型前缘点大约30%～40%的位置作为叶片旋转线的位置。

（3）作叶片的轴面投影图。

（4）在叶片轴面投影图上作垂直于轴截面的截面 （亦称木模截面）。根据叶片大小的不同，在轴截面投影图上取10块左右木板，木板厚度可以选5～10mm不等。然后作水平的木模辅助线。

（5）作木模截线。在翼型截面展开图上也作出和轴面投影图上相应的木模辅助线，每一根木模辅助线和翼型截面有2个交点，然后在平面图上找到相应的点，将同一木模辅助线与每一个翼型截面图的工作面和背面的交点都分别画到平面投影图上，这样的交线称为木模截面，这些木模截面应该是光滑的曲线，否则就要改变旋转中心的位置或改变翼型厚度，重新作图。

（6）检查叶片的轴截面。在叶片的平面投影图上作截面，在截面投影图上作出每一轴截面与各翼型断面工作面和背面的交点，这些交点连接起来所得的工作面和背面的轴截面线应是光滑的曲线，不应高低不平。

（四）思考题

1.升力法设计叶轮与圆弧法设计叶轮的主要差别是什么？

2.如何提高叶片木模图的绘制精度？

3.谈谈叶片设计的主要体会。