本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）工作細則
附件五：
附件六：
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學 生 姓 名： 學號：
專 業(yè)： 機械制造及其自動化
設(shè)計（論文）題目： ZJ-150型羅茨真空泵的設(shè)計
指 導(dǎo) 老 師：
年 3 月02 日
開題報告填寫要求
1、開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審核的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)的教科部審核后生效；
2、開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從本學院網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3、“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
1、前言
羅茨真空泵（簡稱羅茨泵）是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡谩Ｋ怯闪_茨鼓風機演變而來的。根據(jù)羅茨真空泵工作范圍的不同，又分為直排大氣的低真空羅茨泵；中真空羅茨泵（又稱機械增壓泵）和高真空多級羅茨泵
圖1 機械真空泵的分類
2、國內(nèi)羅茨真空泵的研究現(xiàn)狀
羅茨真空泵按用途來分可分為三大類，第一種是普通羅茨泵（包括帶溢流閥ZJP型和不帶溢流閥ZJ型）。第二種是ZJQ(LQ)系列的氣冷式羅茨真空泵。第三種是ZBK型或L型水冷式羅茨真空泵。羅茨真空泵因其結(jié)構(gòu)等方面的不同，它的用途也就不一樣，總的來說，羅茨真空泵主要用于真空冶煉、真空鍍膜、真空浸漬、蒸餾、造紙、除塵等行業(yè)。
（1）ZJQ600/400低噪聲氣冷羅茨真空泵
在各個行業(yè)中為了實現(xiàn)無污染的真空獲得環(huán)境，需要把多臺氣冷羅茨真空泵與普通羅茨真空泵組合起來進行抽氣。但氣冷羅茨真空泵及由其組成的機組在運行時噪聲較大，影響了一些模擬實驗的進行以及工作人員的身心健康。
ZJQ600/400低噪聲氣冷羅茨真空泵通過研究一種保證在工作過程中既要使排出口及兩側(cè)返冷氣口的高壓氣體在回流是對低壓氣體的沖擊小又能保證有充分的反冷氣時間的轉(zhuǎn)子線型以及控制由于轉(zhuǎn)子在工作過程中的熱膨脹和軸承游隙引起的轉(zhuǎn)子徑向和軸向的列和間隙。如圖2、圖3所示，ZJQ600/400低噪聲氣冷羅茨真空泵采用如下扭葉轉(zhuǎn)子型線，轉(zhuǎn)子的截面型線由圓弧- 擺線- 漸開線- 圓弧- 圓弧等多段曲線組成，以達到具有高壓縮比的效果；并通過確定合理的轉(zhuǎn)子扭角以及轉(zhuǎn)子導(dǎo)程，以達到合適的返冷氣時間，提高高壓差下的工作穩(wěn)定性；同時，采用兩扭葉轉(zhuǎn)子，可縮小其軸向錯位，以保證轉(zhuǎn)子在工作過程中的安全、高效、可靠。
圖2 轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)角的確定 圖3 三維參數(shù)化造型
（2）兩葉與多葉轉(zhuǎn)子氣冷式羅茨真空泵型線分析
氣冷式羅茨真空泵的型線可以由漸開線、圓弧、擺線或由其組合而成。雖然漸開線型的容積利用系數(shù)稍大于圓弧擺線，但從泵的抽數(shù)和實際利用效率來看，則圓弧擺線型轉(zhuǎn)子要高一些。本文研究的則是兩葉、三葉、四葉圓弧排線轉(zhuǎn)子的型線。
本文先建立擺線的參數(shù)方程來確定轉(zhuǎn)子的形狀（如圖3，圖4所示）。并且通過對不同葉數(shù)下的容積利用系數(shù)的分析，來確定二者之間的關(guān)系。就圓弧擺線轉(zhuǎn)子來說，葉數(shù)越多，c值越大，容積利用系數(shù)越大，則理論抽速就越大，泵的效率也就越高（三種葉片的-曲線見圖6）。同時，葉數(shù)增加，封閉工作腔的容積會變小，進氣及反流產(chǎn)生的噪聲也就越小。
其中
,（圖5）
為轉(zhuǎn)子外圓半徑（圖5），為擺線形成的節(jié)圓半徑（圖3）。
圖4 初始位置 圖5 旋轉(zhuǎn)一定角度后的位置
圖6 容積利用系數(shù)示意 圖7 三種轉(zhuǎn)子型線-曲線
（3）羅茨真空泵運行可靠性指標
隨著羅茨真空泵應(yīng)用范圍的增大，不同的環(huán)境也要求有不同的羅茨真空泵，同時對羅茨真空泵的運行可靠性要求也越來越高了。最大允許壓差法是目前資料上提供的一種方法，但其在運行過程中較難控制。在很多要求效率的工藝環(huán)境下，需要羅茨真空泵在較高的真空度條件下具有較大的抽氣效率但對其排出氣體溫度要求不高。但對石油化工醫(yī)藥行業(yè)來說，則要求羅茨真空泵的耐高溫性能比較好。在這種工藝條件下，就可以采用間隙較大的泵，在需要達到某些特定要求的情況下，還可以適當?shù)脑龃蟾鱾€部位的間隙，從而使羅茨真空泵在較高的溫度條件下也能夠安全的運行。
3、和國外研究狀況的差距
由表1可以看出，在主要性能指標上（如理論抽速、極限壓力最大允許壓差等方面），國內(nèi)的優(yōu)質(zhì)羅茨泵和國外的泵比較相近，這說明中國這幾年在羅茨泵上面的研究已經(jīng)有了很大的進步；在噪聲這一指標上，國內(nèi)的羅茨泵要比國外的高，這說明在一些零件的加工工藝上可能還和國外先進水平有一定的差異；在反應(yīng)羅茨泵的抽氣性能的指標（最大允許壓差和零流量最大壓縮比）方面，國內(nèi)生產(chǎn)的大部分泵都要比國外的要低一些；在重量方面，國內(nèi)的羅茨泵要比國外的泵重，這說明在使用的材料和設(shè)計方面，國內(nèi)外還存在一定的差距。
表1 國產(chǎn)普通羅茨泵技術(shù)指標和國外對比
同時，由于生產(chǎn)條件的限制，國內(nèi)很多廠家生產(chǎn)的運轉(zhuǎn)零件沒有進行良好的動平衡實驗，外加一些零件的加工精度以及安裝方式的影響，導(dǎo)致羅茨真空泵在工作過程中會出現(xiàn)振動和噪聲，影響其工作的穩(wěn)定性。另外，由于生產(chǎn)條件以及技術(shù)的限制，國內(nèi)生產(chǎn)的羅茨真空泵的表面質(zhì)量和國外相比存在較大的差距，國外生產(chǎn)的泵外形美觀、平整，表面質(zhì)量較好，且零件之間的配合錯位很小。而國內(nèi)泵外表面則較粗糙，很多廠家在產(chǎn)品出廠前都是靠在表面打一層膩子來彌補其表面缺陷。
4、 原理
靠泵腔內(nèi)一對葉形轉(zhuǎn)子同步、反向旋轉(zhuǎn)的推壓作用來移動氣體而實現(xiàn)抽氣的真空泵。
羅茨真空泵是指具有一對同步高速旋轉(zhuǎn)的鞋底形轉(zhuǎn)子的機械真空泵，此泵不可以單獨抽氣，前級需配油封、水環(huán)等可直排大氣。
它的結(jié)構(gòu)和工作原理與羅茨鼓風機相似，工作時其吸氣口與被抽真空容器或真空系統(tǒng)主抽泵相接。
圖9
5、羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)
此次設(shè)計的羅茨真空泵是參照國內(nèi)外同類產(chǎn)品，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，揚長避短，而設(shè)計出來的。
羅茨真空泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間v0內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣，v0空間與排氣側(cè)相通時，由于排氣側(cè)氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強突然增高。當轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，氣體排出泵。
目前國內(nèi)外的羅茨泵，多數(shù)為臥式結(jié)構(gòu)，泵的進氣口在上，排氣口在下，這種臥式結(jié)構(gòu)重心低，高速運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性好。羅茨真空泵的兩個轉(zhuǎn)子是通過一對高精度的齒輪來實現(xiàn)其相對同步旋轉(zhuǎn)的。如圖10是羅茨真空泵的剖面示意圖。
圖10
1.主動軸 2.軸套
? 3.軸承壓蓋 4.滾動軸承
5.軸承墊圈 6.擋油套
7.密封環(huán)襯套 8.轉(zhuǎn)子
9.擋油環(huán) 10.螺栓
11.D型密封圈 12.齒輪壓蓋
13.齒輪鍵 14.齒輪
15.墊圈 16.齒輪蓋板
17.螺栓 18.轉(zhuǎn)子平鍵
19.螺母 20.軸承座
21.彈簧墊圈 22.端蓋
23.甩油盤 24.核體
25.進出氣口蓋 26.蓋板
27.從動軸
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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
1． 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題主要研究的內(nèi)容是ZJ-150型羅茨真空泵的設(shè)計，所要解決的問題如下：
（1）查找相關(guān)資料，對羅茨真空泵進行結(jié)構(gòu)分析，了解其工作原理；
（2）進行數(shù)值計算，算出羅茨真空泵的轉(zhuǎn)子型線方程，并畫出其結(jié)構(gòu)簡圖，以及零件的裝配圖；
擬采用的研究手段：
（1）通過查找相關(guān)文獻資料，了解國內(nèi)外羅茨真空泵的相關(guān)研究現(xiàn)狀，分析羅茨真空泵的工作原理，作出初步理論研究。
2．
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
指導(dǎo)教師意見：
1． 對“文獻綜述”的評語：
2． 對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)老師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
18