1、 武汉工程科技学院 机械 CAD/CAM 课程设计说明书球阀三维数字化造型设计姓 名 班 级 学 号 指导教师 闫航瑞 文献查阅（10）基本知识及技术水平（35）质量与研究能力（20）说明书规范（25）学习态度（10）总评2015 年 月 日1、目的和意义 机械 CAD/CAM(Pro/E)课程设计是工科院校学生在大学期间利用已学过的知识第一次比较全面的、具有实际内容和意义的课程设计，也是机械CAD/CAM(Pro/E)课程的一个重要的实践教学环节。机械 CAD/CAM(Pro/E)课程设计是将知识转化为能力的桥梁，其主要目的是进一步巩固和加深学生所学的理论知识，并将其系统化；培养学生综合运用
2、所学知识独立解决实际问题的能力和初步培养学生进行创新设计的能力；使学生掌握三维实体基本造型设计、三维曲面造型及装配设计，并在实物和三维数字化造型方面受到一次比较全面的训练。2、课题分析（ 一 ） 球 阀 的 结 构 及 工 作 原 理球阀主要由阀体、球体、阀杆、阀芯、密封圈和省力机构等几部分主要零件构成。下面对上述几个重要零件的设计进行设计计算。图示球阀结构图球阀的工作原理：以球体作为关闭件的阀门称作球阀。球阀它具有旋转 90 度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转 90 度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密 。
3、 球 阀 最 适 宜 做 开 关 、 切 断 阀 使 用 ， 但 近 来 的 发 展 已 将 球 阀 设计 成 使 它 具 有 节 流 和 控 制流量之用。（二 ） 球 阀 的 类 型球阀的结构形式和品种规格非常之多，根据其用途和特点大致可分为以下几种：1、 按 球 体 的 支 撑 方 式 分 为 浮 动 球 球 阀 和 固 定 球 球 阀 两 类 ： 1）浮动球球阀其 主 要 特点是球体无支撑轴球体以阀门进出口两端的阀座为支撑。阀杆与球体为活动链接，因此这种球阀的球体被两阀座夹持其中而呈“浮动”状态。2 ） 固定 球 球 阀 ： 其 特 点 是 球 体与上下阀杆连成一体，球体可沿与阀门通道相
4、垂直的轴线自由转动，但不能沿通道轴线移动。因而，固定球球阀的转矩小，阀座变形小，密封性能稳定，使用寿命长，适用于高压，大通径的场合。2、按球体的安装方式可分为顶装式，底装式，侧装式及斜装式四种。3、 按 球 阀 与 管 道 的 连 接 形 式 可 分 为 法 兰 连 接 球 阀 ， 内 螺 纹 和 外 螺纹 连 接 球 阀 和 焊 接连接球阀四种。其中法兰连接球阀又分为整体法兰连接球阀，螺纹法兰连接球阀，对夹式法兰连接球阀和焊接法兰连接球阀。 4、按驱动方式可分为手动，气动，液动和电动球阀。其中手动球阀又分为带与不带驱动机构两种。气动球阀又分为活塞气缸式和旋转叶片式两种。此外还有组合式球阀，如
5、电液联动和气液联动球阀。5、按球体结构可分为整体球球阀，半球体球阀，截球体球阀三种。其中截球体球阀又分为弓形和扇形截球体球阀。（三）球阀的主要特点球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：1流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。2结构简单、体积小、重量轻。3紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。4操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转 90，便于远距离的控制。5维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。6在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。7适用范围广，通径从小到
6、几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。其主要缺点：1）因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯，它对几乎所有的化学物质都有是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点。但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏感性和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以，当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏。而且，聚四氟乙烯的耐温等级较低，只能在小于 180情况下使用。超过此温度，密封材料就会老化。而考虑长期使用的情况下，一般只会在
7、120不使用。2）它的调节性能相对于截止阀要差一些，尤其是气动阀（或电动阀）。（四）球阀的适用原则1）石油、天然气的输送主管线、需要清扫管线的，又需埋设在地下的，选用全通经、全焊接结构的球阀；埋设在地上的，选择全通经焊接连接或法兰连接的球阀；支管，选用法兰连接、焊接连接，全通经或缩径的球阀。2）成品油的输送管线和贮存设备，选用法兰连接的球阀。3）城市煤气和天然气的管路上，选用法兰连接和内螺纹连接的浮动球阀。4）冶金系统中的氧气管路系统中，宜选用经过严格脱脂处理，法兰连接的固定球球阀。5）低温介质的管路系统和装置上，宜选用加上阀盖的低温球阀。6）炼油装置的催化裂化装置的管路系统上，可选用升降杆式
8、球阀。7）化工系统的酸碱等腐蚀性介质的装置和管路系统中，宜选用奥氏体不锈钢制造的、聚四氟乙烯为阀座密封圈的全不锈钢球阀。8）冶金系统、电力系统、石化装置、城市供热系统中的高温介质的管路系统或装置上，可选用金属对金属密封球阀。9）需要进行流量调节。（五）球阀的设计新建旋转文件将尺寸画出该图在其一端的截面上进行拉伸变换可画出下图所示的图形，在对其进行去除材料可得411 的圆孔以 FRONT 为基准进行旋转可画出下图截面在上图的基础上，进行等分可得下图在原有的基础上进行旋转变换，并画出如图的尺寸去除材料可得放入阀杆的圆孔再以 FRONT 面为基准进行作图 去除材料可得对各个孔及表面进行螺纹与倒角可得下图阀盖新建拉伸文件进行绘图并去除 4*14 的螺纹孔材料生成文件后进行倒角以未被倒角的那一面为拉伸基准进行画圆再以上图为拉伸基准进行做图画出下圆同理可得下图以倒角的那一面为基准进行拉伸可得下图在此图的基准上进行拉伸可得下图上面步骤完成后以 TOP 面为基准进行做图完成后去除材料在对其进行倒角和螺纹扫描
