摘要: 冲击式水轮机是水轮机根据其转换水流能量形式划分出来的一种。冲击式水轮机是利用水流动能，靠高速水流冲击转轮做功来实现能量的转换。冲击式水轮机是借助于特殊导水机构（喷管）引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使转轮旋转做功，从而完成将水能转换成机械能的一种水力原动机。

冲击式水轮机的主要组成部件有水管、喷射机构、转轮、机壳等。喷射机构主要由喷嘴和喷针移动机构组成。喷针系列结构主要是用来控制冲击式水轮机的水流流量，进而达到控制水轮机的输出功率。喷针系列结构主要由喷嘴口、喷嘴头和喷针头组成。

本文通过以某超高水头冲击式水轮机的喷针为对象，分析其各个部分的功能要求，利用机械设计自动化软件Pro／ENGINEER建立喷针各个零件的三维实体造型、进行装配设计，建立各个零件之间的约束关系和装配驱动关系，利用Excel软件与机械设计自动化软件间的集成关系，进行冲击式水轮机喷针系列化设计。

关键词：冲击式水轮机 喷针 系列化设计

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪论1

1.1本课题研究的目的和意义1

1.2 国内外研究现状分析2

1.3 本课题的主要研究内容3

2 产品系列化设计概述5

2.1 系列化设计的定义解析5

2.1.1 产品系列化设计的概念5

2.1.2 产品系列化设计的目的5

2.1.2 产品系列化设计的条件6

2.2 产品系列化设计的特点与意义6

2.2.1 产品系列化设计的特点6

2.2.2 产品系列化设计的意义6

2.3 产品系列化设计的重要性7

3 冲击式水轮机原理结构概述8

3.1 冲击式水轮机结构概述8

3.2 冲击式水轮机工作原理10

3.3 冲击式水轮机喷针结构概述11

4 喷针结构实体造型设计12

4.1 喷针结构二维图结构设计12

4.1.1 二维图设计概述12

4.1.2 喷针结构的二维设计13

4.2 三维实体造型设计16

4.2.1 三维造型设计概述16

4.2.2 喷针结构的造型17

4.2.3 喷针各主要零件功能25

4.3 三维实体造型装配约束26

4.2.1 Pro／E三维造型装配概述26

4.2.1 喷针结构整体装配模型27

5 喷针结构系列化设计31

5.1 喷针各部分尺寸特点33

5.2 建立EXCEL 软件与喷针各个零件的连接关系表34

6 结论37 

参考文献38

致 谢39