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第1章 水力机械结构概论1

1.1 水力机械的分类1

1.1.1 水轮机的主要类型1

1.1.2 泵的主要类型8

1.2 水力机械结构设计的基本要求及生产特点21

1.2.1 水轮机设计的一般要求21

1.2.2 水轮机结构设计的一般要求24

1.2.3 水轮机强度计算与分析的一般要求25

1.2.4 水轮机主要结构部件的材料和制造要求26

1.2.5 不同形式水轮机的要求26

1.2.6 水轮机的性能保证27

1.2.7 水轮机产品的检验及试验要求28

1.3 水轮机结构31

1.3.1 混流式31

1.3.2 轴流式39

1.3.3 贯流式46

1.3.4 斜流式51

1.3.5 冲击式54

1.3.6 高水头贯流式58

1.4 水泵结构59

1.4.1 离心泵59

1.4.2 双吸离心泵62

1.4.3 多级离心泵64

1.4.4 高速离心泵66

1.4.5 自吸式离心泵67

1.4.6 混流泵69

1.4.7 斜流泵73

1.4.8 轴流泵73

1.4.9 旋流泵75

1.4.10 透平泵76

1.4.11 除磷泵77

1.4.12 潜水泵78

1.4.13 深井泵78

1.5 水泵水轮机结构82

第2章 水力机械埋入部件结构设计及强度计算89

2.1 埋入部件设计基本要求89

2.2 蜗壳三维结构设计及强度计算90

2.2.1 金属蜗壳的结构形式90

2.2.2 金属蜗壳的强度计算94

2.2.3 混凝土蜗壳与座环的强度计算100

2.2.4 金属蜗壳的三维结构设计与强度计算105

2.3 座环三维结构设计及强度计算106

2.4 尾水管及机坑里衬三维结构设计110

2.4.1 尾水管的作用110

2.4.2 尾水管的基本类型110

2.4.3 尾水管选择111

2.5 转轮室的结构设计117

第3章 导水机构的结构设计及强度计算118

3.1 导水机构设计基本要求118

3.2 导水机构的结构形式118

3.2.1 径向式导水机构118

3.2.2 斜向式导水机构118

3.2.3 轴向式导水机构120

3.3 导叶转动机构的设计121

3.3.1 导叶转动机构121

3.3.2 导叶转动机构的三维设计实例124

3.4 导水机构的止漏装置和导叶的间隙调整125

3.5 导水机构的接力器126

3.5.1 接力器的布置形式127

3.5.2 接力器的结构128

3.5.3 导水机构接力器容量计算129

3.6 导叶的结构设计及强度计算135

3.7 顶盖、底环、控制环的结构设计及强度计算142

3.7.1 顶盖的结构设计142

3.7.2 底环146

3.7.3 控制环148

第4章 转轮的结构设计及强度计算150

4.1 混流式水轮机转轮结构及受力分析150

4.1.1 结构形式150

4.1.2 混流式转轮受力分析152

4.2 混流式水轮机转轮的止漏装置155

4.2.1 混流式水轮机止漏装置的形式155

4.2.2 迷宫止漏环水力计算157

4.3 轴流式水轮机转轮结构设计160

4.3.1 轴流式水轮机转轮的结构形式160

4.3.2 轴流式水轮机转轮的结构设计161

4.4 轴流式水轮机转轮接力器容量的计算167

4.5 转桨式水轮机主要零部件的强度计算172

4.5.1 转轮桨叶的强度计算173

4.5.2 桨叶固定螺栓计算176

4.6 斜流式水轮机主要零部件的强度计算178

4.6.1 斜流式水轮机的特点178

4.6.2 斜流式水轮机转轮的结构形式180

4.6.3 刮板接力器的容量计算180

第5章 切击式水轮机结构设计及强度计算187

5.1 切击式水轮机主要零部件的结构特点187

5.1.1 进水管187

5.1.2 喷射机构（喷管）188

5.1.3 转轮189

5.1.4 外调节机构（折向器或分流器）190

5.1.5 副喷嘴（反向制动喷嘴）和防飞逸反射器191

5.1.6 机壳192

5.1.7 各部件结构192

5.2 结构部件的强度计算194

5.2.1 工作轮的强度与振动计算194

5.2.2 导水机构接力器计算196

5.2.3 配水管计算197

5.2.4 折流机构199

第6章 水力机械通用部件的结构设计及强度计算201

6.1 水轮发电机组主要部件的三维结构设计201

6.2 水轮机主轴结构203

6.2.1 主轴的连接方式203

6.2.2 主轴结构及标准化204

6.2.3 转桨式水轮机转轮接力器操作油管的布置206

6.3 大型水轮机主轴的结构设计207

6.3.1 主轴外径的决定207

6.3.2 主轴计算208

6.4 水轮机轴承的结构设计217

6.4.1 轴承结构形式217

6.4.2 轴承密封装置219

6.5 水轮机橡胶轴承的水力计算220

6.6 水轮机导轴承的结构设计223

6.6.1 概述223

6.6.2 导轴承的结构形式223

6.6.3 密封装置225

6.7 水泵零部件的强度计算225

6.7.1 产生轴向力的原因及计算方法225

6.7.2 泵轴的结构设计231

6.7.3 泵轴的强度计算232

6.7.4 泵轴的强度校核234

6.7.5 泵轴的疲劳强度计算236

6.7.6 键、联轴器、叶轮和平衡盘的强度计算238

6.7.7 泵体的强度计算240

第7章 基于数字化软件的水力机械强度计算247

7.1 基于数字化软件的水力机械强度理论247

7.1.1 刚强度分析的直接方法247

7.1.2 刚强度分析的间接方法249

7.1.3 水力机械结构刚强度分析常用的数值方法249

7.1.4 模态分析的基本理论250

7.2 水力机械结构刚强度数值分析的基本步骤251

7.3 水轮机典型部件强度计算与分析253

7.3.1 冲击式转轮破坏的原因分析253

7.3.2 水轮机座环结构的数值分析258

7.3.3 水轮机顶盖的刚度、强度数值分析259

7.3.4 水轮机转轮及叶片的刚度、强度数值分析259

7.3.5 主轴260

7.3.6 水轮机上机架及推力轴瓦260

7.4 水泵典型零部件刚强度数值分析261

7.4.1 水泵压出室261

7.4.2 水泵叶轮262

参考文献263