在水利工程与能源工程领域，水轮机作为将水流能量转化为机械能的核心设备，其结构设计的合理性直接影响到整个水电站的运行效率、安全性和经济性。本指导书旨在为2014届相关专业学生提供一份系统、实用的毕业设计参考资料，帮助学生掌握水轮机结构设计的基本原理、方法及流程。

一、水轮机概述

水轮机是一种利用水流冲击力驱动旋转机械的装置，广泛应用于水电站中。根据水流作用方式的不同，常见的水轮机类型包括混流式、轴流式、斜流式和冲击式等。其中，混流式水轮机因其较高的效率和广泛的适用性，成为当前应用最广泛的类型之一。

在进行水轮机结构设计时，需综合考虑水头、流量、转速、功率以及材料性能等多个因素，确保设计结果既满足功能需求，又具备良好的稳定性和耐久性。

二、毕业设计目标

本毕业设计的主要目标是让学生通过实际项目操作，掌握水轮机结构设计的基本步骤和关键技术，培养其独立分析问题和解决问题的能力。具体包括：

- 理解水轮机的工作原理与分类；

- 掌握水轮机主要部件的结构特点及其功能；

- 学习水轮机整体布局与装配关系；

- 进行必要的强度校核与材料选择；

- 完成图纸绘制与技术文档编写。

三、设计内容与步骤

1. 前期调研与资料收集

在开始设计前，应查阅相关文献、规范和技术手册，了解当前水轮机设计的发展趋势与行业标准。同时，结合实际工程案例，分析典型水轮机的结构特点。

2. 确定设计参数

根据给定的水头、流量、出力等基本参数，计算并确定水轮机的主要运行参数，如转速、比转速、效率等。

3. 结构方案选择

根据设计要求，选择合适的水轮机型式，并确定各主要部件的结构形式，如转轮、导水机构、主轴、轴承等。

4. 详细设计与校核

对水轮机各关键部件进行详细的结构设计，包括尺寸计算、材料选择、强度校核等。特别注意应力集中部位的处理，确保结构的安全性与可靠性。

5. 图纸绘制与文档编写

使用CAD等绘图软件完成主要部件的装配图和零件图，撰写设计说明书，内容应包括设计依据、计算过程、结构说明、技术参数等。

四、设计注意事项

- 设计过程中应注重理论与实践的结合，避免脱离实际；

- 强调标准化与模块化设计思想，提高设计的可复制性和通用性；

- 注意环保与节能要求，符合现代工程设计理念；

- 鼓励创新思维，尝试对传统结构进行优化改进。

五、参考文献

1. 《水轮机设计手册》

2. 《水轮机原理与结构》

3. GB/T 15469-2008 水轮机基本技术条件

4. 《水电站机电设计手册》

5. 相关期刊论文与工程案例资料

本指导书适用于水利水电工程、机械设计等相关专业的毕业设计教学活动，旨在为学生提供清晰的设计思路与可行的技术路径，助力学生顺利完成高质量的毕业设计任务。