齿轮泵的结构改进设计论文
毕业设计(论文)-典型零件(齿轮油泵泵体)的工艺及工装设计--146252952

毕业设计(论文)-典型零件(齿轮油泵泵体)的工艺及工装设计摘要本文主要研究齿轮油泵泵体的工艺及工装设计。
对于零件的工艺设计来说,需要考虑到材料选择、加工工艺、加工设备以及工艺路线等方面的因素。
而对于工装设计来说,则需要考虑到零件加工的精度要求、生产效率、工装的可靠性以及生产成本等方面的因素。
本文将主要围绕这些因素进行详细的研究和分析。
1. 引言齿轮油泵泵体是典型的机械零件,广泛应用于工业生产中。
对于齿轮油泵泵体的工艺及工装设计,不仅直接影响到零件的质量和性能,也对生产效率和成本有着重要影响。
因此,深入研究和分析齿轮油泵泵体的工艺及工装设计,对提高零件的质量,降低生产成本具有重要意义。
2. 材料选择材料选择是工艺设计的基础,直接关系到零件的性能和加工难度。
在选择材料时,需要考虑材料的强度、硬度、耐蚀性、耐磨性以及加工性等方面的要求。
齿轮泵泵体通常选择使用铸铁材料或铸钢材料,这两种材料在强度和刚性方面具有优势,同时也易于加工和成型。
3. 加工工艺加工工艺是指对齿轮油泵泵体进行加工和成型的过程。
在加工工艺中,需要考虑到工艺路线选择、工序安排、加工参数确定等因素。
齿轮油泵泵体的加工工艺通常包括铸造、精密加工和热处理等步骤。
其中,铸造是齿轮油泵泵体加工的关键步骤,铸造质量直接影响到零件的性能和精度。
4. 加工设备齿轮油泵泵体的加工设备包括铸造设备、机床设备以及热处理设备等。
在选择加工设备时,需要考虑到设备的精度和稳定性、加工效率以及投资成本等因素。
齿轮油泵泵体在铸造过程中需要使用铸造设备进行铸造模型的制作,而在精密加工过程中则需要使用机床设备进行加工和修整。
5. 工艺路线工艺路线是指对零件加工过程进行规划和安排的路线图,在工艺路线的确定中需要考虑到工序的安排、加工工艺的合理性以及加工顺序的合理性。
齿轮油泵泵体的工艺路线通常包括铸造、精密加工、热处理和表面处理等步骤。
在工艺路线的确定中,需要综合考虑到加工质量、生产效率和成本等因素。
毕业论文外啮合齿轮泵设计

目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 研发背景及意义 (1)1.2 外啮合齿轮泵基本设计思路及关键技术 (2)第二章外啮合齿轮泵设计 (3)2.1 齿轮的设计计算 (3)2.2 轴的设计与校核 (5)2.2.1.齿轮泵的径向力 (5)2.2.2减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 (6)2.2.3 轴的设计与校核 (6)2.3 卸荷槽尺寸设计计算 (9)2.3.1 困油现象的产生及危害 (9)2.3.2 消除困油危害的方法 (10)2.3.3 卸荷槽尺寸计算 (13)2.4 进、出油口尺寸设计 (15)2.5 选轴承 (15)2.6 键的选择与校核 (15)2.7 连接螺栓的选择与校核 (15)2.8 泵体壁厚的选择与校核 (16)第三章三维建模及加工仿真 (17)3.1 泵体的三维建模 (17)3.2 泵体的加工仿真 (23)3.2.1 泵体的工艺设计 (23)3.2.2 加工仿真 (23)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)一.端面铣部分程序: (34)二.型腔铣部分程序: (35)外啮合齿轮泵设计摘要:外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵,它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油,且均存在泄漏现象、困油现象以及噪声和振动。
减小外啮合齿轮泵的径向力是研究外啮合齿轮泵的一大课题,为减小径向力中高压外啮合齿轮泵多采用的是变位齿轮,并且对轴和轴承的要求较高。
为解决泄漏问题,低压外啮合齿轮泵可采用提高加工精度等方法解决,而对于中高压外啮合齿轮泵则需要采取加浮动轴套或弹性侧板的方法解决。
困油现象引起齿轮泵强烈的振动和噪声还大大所短外啮合齿轮泵的使用寿命,解决困油问题的方法是开卸荷槽。
关键词:外啮合齿轮泵,变位齿轮,浮动轴套,困油现象,卸荷槽External gear pump designAbstract:The external gear pump is a commonly used hydraulic pumps, which rely on a pair of meshing gears into and out of oil and oil pressure to complete, and there are leakage, the phenomenon of trapped oil and noise and vibration. Reduce the external gear pump of the radial force is the external gear pump is a major issue, in order to reduce the radial force more pressure external gear pump uses a variable gear and the shaft and bearings are higher. To solve the leakage problem, low pressure gear pump and other methods can be used to solve higher precision, while for the high-pressure external gear pumps are needed to increase the floating sleeve or elastic side panels of the solutions. Phenomenon caused by trapped oil gear pump is also a strong vibration and noise are considerably shorter service life of external gear pump to solve the oil problem is trapped unloading opening slot.Key words:external gear pump, variable gear, floating shaft, trapping phenomenon, unloading tank第一章绪论1.1 研发背景及意义随着社会的发展,齿轮泵更广泛的被应用于各种工业,工业自动化程度越来越高,需要达到的精度也越高,市场竞争越来越激烈。
磁力传动齿轮泵结构设计及分析

磁力传动齿轮泵结构设计及分析磁力传动齿轮泵是一种更加环保和高效的液体泵,广泛应用于工业生产过程中的流体输送。
随着科技的进步,磁力传动齿轮泵的结构也日趋复杂。
因此,本文拟以磁力传动齿轮泵的结构设计和分析为内容,研究其工作原理、结构特点、制造方法等,以下就其结构设计和分析作一简要介绍。
一、磁力传动齿轮泵原理磁力传动齿轮泵是一种液体输送设备,原理是利用电机中磁体产生的磁力作用来使马达转子带动齿轮转动,从而带动液体进行输送。
磁力传动齿轮泵的结构中,马达为主轴,有几个可拆卸的齿轮,每个阀门及密封圈是一个单独的模块,每个模块形成一个完整的流体循环系统。
其游动弹簧装置是控制齿轮间隙的重要部分,通过调整游动弹簧来调整齿轮间隙,从而调节齿轮泵的流量、压力和效率。
二、磁力传动齿轮泵结构特点磁力传动齿轮泵是一种具有节能、环保、高效等优点的液体输送设备。
首先,它的工作过程中无质量损失,温度升高较小,可降低运行费用;其次,在不同的工作环境中,齿轮泵的结构可灵活调整,可根据客户的要求进行调整和改造,以达到增效的效果;最后,齿轮泵的结构紧凑,安装空间小,维护方便,可有效改善对流体的传输过程。
三、磁力传动齿轮泵制造方法为了保证磁力传动齿轮泵的正常工作,在制造过程中要遵循一定的规范。
首先,要正确选择马达和齿轮,如马达的功率、转速等,以确保齿轮泵能正常工作;其次,在装配过程中,需要对齿轮尺寸进行精密检测,以确保齿轮之间的间隙能保持一定的差值,以避免因磁力损失而损坏马达;最后,在安装和使用过程中,有必要进行定期维护,以确保磁力传动齿轮泵的正常和可靠性运行。
四、磁力传动齿轮泵分析磁力传动齿轮泵不仅具有节能环保、高效等优点,而且在结构设计和制造方面也有所改进。
通过上述研究可知,磁力传动齿轮泵的结构设计具有较高的灵活性,它可以根据客户的要求进行调整和改造;在制造过程中,必须正确选择马达和齿轮,以确保正常的运行;此外,在安装和使用过程中,应定期进行维护,以确保高效环保的工作效果。
齿轮泵前盖的零件机械加工工艺设计 毕业论文

齿轮泵前盖的零件机械加工工艺设计毕业论文第一章前言1.1 课题背景及其意义数控技术是工业自动化的一门基础技术,在工业生产中越来越得到广泛的应用。
数控机床问世以来,数控技术大幅度推进了制造技术与制造业的发展,数控技术应用课程在我国已成为各大院校机电类专业的主要专业课程之一。
数控技术是一门综合性专业技术,涉及到设计、工艺、机床、刀具、夹具、材料、数字控制、电机、检测等等。
特别是CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS、它们是集设备、信息、物流、能量流与一体的综合的自动化设计与制造系统,而是一门综合设计、工艺、制造及自动控制的多学科交叉型的科学技术。
数控机床和加工中心是典型的机电一体化产品,同时又是用于产品制造的机电一体化生产设备。
随着计算机技术的飞速发展和广泛应用,机械制造业正在发生着一场深刻的技术革命,这场革命从根本上改变了生产技术和管理技术,传统的生产设备和方法已逐渐被计算机控制的各种系统所取代,数控加工中心正以其强大的加工功能在现代机械制造业中扮演重要的角色。
我国正在成为世界的制造大国,需要大量具备扎实理论基础和实践知识的专门人才,因此,我们不能只满足于现有较低水平的数控技术课程实践现状,需要结合设计自动化,使加工过程自动化在数控技术课程实验中得到更多的体现。
1. 2机械制造工艺在经济建设中的作用机械制造工艺是研究如何科学地、最优地生产和使用各种机械装备,研究在机械制造中优质、高产、低消费的生产和使用机械装备的原理和方法的一门课程。
机械制造过程中所涉及的问题极为广泛,本课程一般仅讨论机械冷加工、机械装配及机床设备等方面的问题。
通过本课程的学习,使学员在机床设备方面能对典型机床的工作原理、传动系统、典型机构、工艺特点、应用范围等技术要求,有一定的应用能力和分析能力,对数控机床较先进设备亦有一定的认识和了解。
在机械制造工艺方面能懂得其基本理论及各类零件的加工方法;能选择毛坯确定加工余量,计算工序间尺寸和公差;能根据图样及生产纲领制定出高产、优质、低消费的零件机械加工工艺规程和部件、设备的装备工艺规程;能对复杂及精度教高的零件、部件在加工中出现的关键问题进行分析,并提出合理的工艺措施。
变量齿轮泵毕业论文

齿轮泵毕业论文变量齿轮泵的设计摘要齿轮泵结构简单、成本低、自吸能力强、抗油液污染能力强,在液压系统中常用作动力装置,特别是在液压系统中应用更广泛。
变量齿轮泵内有一对相互啮合的外齿轮,其中一个为轴向位置确定的外齿轮,另一个则为可沿轴向移动的外齿轮,可沿轴向移动。
当调节轴与其它调节控制机构相联接以后就可以对泵的输送流量实行调节或执行自动控制。
变量齿轮泵是一种恒压力型变量齿轮泵,主要用于液压机械变量供油和其它液状流体需变量调节或变量自动控制的泵类产品。
由于它的结构简单,流量调节方便,使液压系统效率提高,节省能源,适用于在中、低压范围内取代市场上的变量叶片泵,或制成适用于需变量供给各种液状流体的专用变量泵,可在许多液压系统中代替定量齿轮泵,将在某些领域成为齿轮泵的换代产品。
关键词:齿轮泵,液压泵,外啮合,变量,流量调节THE DESIGN OF VARIABLE GEAR PUMP (2)ABSTRACTGear pump structure simple, cost low, self-absorption ability strong, anti-fat liquor pollution ability, often serves as the power unit in the hydraulic system, specially applies in the hydraulic system widely. In the variable gear pump has the external gear which a pair meshes mutually, for the axial position external gear, another for may be along the end motion external gear, be possible along the end motion. When the regulating shaft will join later with other regulating control organization to be possible to implement the adjustment or the execution automatic control to the pump transportation current capacity .The variable gear pump is one kind of constant pressure strength variable gear pump, mainly uses in the hydraulic pressure machine variable feed and other liquidity fluid needs the quantitative governing or the variable automatic control pump class product. Because its structure is simple, the flow control is convenient, will make the hydraulic system efficiency to enhance, saves the energy, is suitable in, in the low pressure scope substitutes for in the market the variable vane pump, or makes is suitable in needs the variable supplies each kind of liquidity fluid the special-purpose variable displacement pump, may replace the quota gear pump in many hydraulic systems, will become the gear pump in certain domains the update product.KEY WORD: the gear pump, the hydraulic pump, outside meshes, variable, flow control目录变量齿轮泵的设计(2) ..................................................... I 摘要 ...................................................................... I THE DESIGN OF VARIABLE GEAR PUMP (2) ..................................... II ABSTRACT ................................................................. II 目录 .. (III)第1章 齿轮泵基本参数的确定 (1)1.1 确定刀具角n 和齿顶高系数0f (1)1.2 选定泵的转速n (1)1.3 确定泵的理论流量 t Q (1)1.4 选取齿宽系数 k (1)1.5 选取齿数Z (1)1.6 计算齿轮模数 m (2)1.7 确定齿宽 B (2)1.8 校验齿轮泵的流量 (2)1.9 校验齿轮泵节圆线速度 h V (2)1.10 计算齿轮各部分尺寸 (3)第2章 动力参数的计算 (5)第3章 齿轮泵的结构设计 (5)3.1 结构形式的确定 (5)3.1.1 减轻径向力的结构措施 (5)3.1.2 采用三片式结构 (6)3.1.3 齿轮与轴做成分离式通过键连接 (6)3.1.4 采用滚动轴承 (6)3.2 确定高低压腔尺寸 (6)3.3 主动轴的计算 (7)3.3.1. 初步确定轴的最小直径 (7)3.3.2.轴的结构设计 (7)3.3.3轴上零件的周向定位 (8)3.3.4确定轴上圆角和倒角尺寸 (9)3.3.5求作用在齿轮上的力 (9)3.3.6求轴上的载荷 (9)3.3.7按弯扭合成应力校核轴的强度 (11)3.3.8精确校核轴的疲劳强度 (11)3.4从动轴的计算 (14)3.4.1 轴的结构设计 (14)3.4.2求轴上的载荷 (14)3.4.3精确校核轴的强度 (15)3.4.4从动轴的刚度计算 (16)3.5齿轮强度的计算 (17)3.5.1齿轮的材料及齿数的选取 (17)3.5.2齿面接触疲劳强度的计算 (17)3.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算 (18)3.6. 轴承的受力分析及寿命计算 (19)3.6.1主动轴上的轴承受力分析及寿命计算 (19)3.6.2从动轴上的轴承受力分析及寿命计算 (20)3.7泵体的设计计算和强度校核 (21)3.7.1泵体的设计计算 (21)3.7.2泵体的强度校核 (21)第4章齿轮泵其它部件的分析计算 (22)4.1 轴承端盖的设计计算 (22)4.2 密封圈的设计计算 (23)4.2.1主动轴轴承端盖处的毡封油圈 (23)4.2.2从动轴上通用O型密封圈 (23)4.3小圆螺母的设计计算 (24)4.4变量机构的设计计算 (26)第5章基于SolidWorks的齿轮泵的虚拟设计系统 (27)5.1 引言 (27)5.2 齿轮泵的参数化造型设计 (27)5.2.1 齿轮泵零部尺寸计算 (27)5.2.2 关键部件的结构设计 (28)5.3 利用VB调用SilidWorks (29)5.4 齿轮泵的虚拟装配模块 (29)5.5 结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章 齿轮泵基本参数的确定设计参数: P ∆ = 15MPa , q =15ml/r1.1 确定刀具角n α和齿顶高系数0f采用标准刀具 n α= 20 º顶高系数 0f = 11.2 选定泵的转速n齿轮泵采用交流电动机, 取转速 n = 1000 r/min1.3 确定泵的理论流量 t Q齿轮泵的流量t Q = qn = 15×310-× 1000 /min L = 15 /min L1.4 选取齿宽系数 k对于低压齿轮泵k = 6~10 , 对于高压齿轮泵 k =3~6则取齿轮泵的齿宽系数k =51.5 选取齿数Z齿轮齿数的确定必须综合考虑流量脉动、压力脉动、机械效率等诸方面因素。
毕业设计(论文)-渐开线内啮合齿轮泵的设计

渐开线内啮合齿轮泵的设计摘要齿轮泵由于结构紧凑、体积小、重量轻、转速范围大、自吸性能好和对油液的污染部敏感等优点而广泛应用在机床工业、航天工业、造船工业及工程机械等各种机械的液压系统中。
流量脉动、噪声和效率是评价齿轮泵性能的三大指标,它们之间互相联系,互相作用。
齿轮泵的流量脉动引起压力脉动,而压力脉动是引起齿轮泵流体噪声的主要因素,在降低噪声和流体脉动的同时,应防止齿轮泵溶积效率的降低。
因此,在齿轮泵的设计中,应综合考虑这三者的影响。
本论文以渐开线内啮合齿轮泵为研究对象,从其工作原理出发以及内啮合齿轮泵的齿轮几何参数上对其进行较为详细的分析和计算。
从内啮合齿轮泵的设计要点出发,计算出内啮合齿轮泵齿轮副的几何参数,推导出其轮齿啮合时不发生渐开线干涉、齿廓重迭干涉和径向干涉的条件,并代入各参数进行验证,最终确定其几何参数。
在此基础上,对渐开线内啮合齿轮泵的总体结构进行研究设计,并选取合适的零部件材料。
参考何存兴老师的《液压元件》教材进行内啮合齿轮泵排量的计算公式的推导。
关键词:内啮合齿轮泵几何参数干涉排量The design of involute internal pumpAbstractGear pumps are widely used in hydraulic systems of machine tool, aviation, shipbuilding and engineering machinesetc, because of their virtues, such as simple and compact structure,lighter weight, wide range of rotate speed, better capability of self-suck and not having a thick skin with the oil’s polluting.Flow pulsation, noise and efficiency, which effect on each other, are three primary criterions that evaluate the performance of gear pumps. The hydro-noise is primary causedby pressure pulsation, and pressure pulsation is caused by flow pulsation.. The cubage efficiency should be prevented to reduced when noise and flow pulsation are reduced. So, their effect should be considered when gear pumps are designed.The research object of this dissertation are involute internal gear pumps . On the basis of their working principle , analyses and calculates the geometry parameters of the internal gear pumps. From the designing mainpoint of the geometry parameters of the internal gear pumps, a new desire is called for. Which worked out in the gear pump gears meshing of the geometric parameters, derived its tooth meshing not to interfere in involute line, tooth overlap intervention and interference in the radial conditions, And into the various parameters to verify, ultimately determine their geometric parameters. On this basis, to gradually open lines mesh gear pump to study the overall structure design, and select the appropriate parts materials.Consulting with the mechanical design textbook written by He CunXing, this dissertation deduce diaplacemeng of internal gear pumps.Key Words: Internal Gear Pump; Gear Parameters ; Interference; delivery capacity目录1.绪论 (1)1.1 内啮合齿轮泵的概述 (1)1.2内啮合齿轮泵的研究现状 (1)1.3内啮合齿轮泵的发展趋势 (2)1.4本论文研究的主要内容及意义 (2)2. 渐开线内啮合齿轮泵工作原理及结构特点 (4)2.1内啮合齿轮泵的工作原理 (4)2.2内啮合齿轮泵的结构特点 (4)2.3内啮合齿轮泵的设计要求 (5)3. 内啮合齿轮泵总体结构设计的思路和设计注意事项 (6)3.1结构设计思路 (6)3.2设计注意事项 (6)3.2.1防止干涉的发生 (6)3.2.2重合度 (7)3.2.3 降低内啮合齿轮泵的噪声 (7)4. 渐开线内啮合齿轮泵的总体结构设计 (9)4.1内啮合齿轮泵中采用变位齿轮的必要性 (9)4.1.1 渐开线标准齿轮传动的局限性 (9)4.1.2齿轮变位理论 (9)4.2 齿轮副设计基本参数及主要尺寸 (10)4.2.1设计基本参数 (10)4.2.2齿轮副几何计算 (10)4.3 运用MATLAB软件进行齿轮副几何计算 (13)4.3.1编写相关程序段 (13)4.3.2运行计算程序 (16)4.3.3精确计算齿轮副的几何参数 (17)4.4 零件材料的选用 (19)4.5 绘制总装图以及各零件图 (20)5. 内啮合齿轮泵的主要性能参数 (21)5.1内啮合齿轮泵主要性能参数 (21)5.2内啮合齿轮泵排量的计算 (22)5.3内啮合齿轮泵瞬时排量的计算 (22)结束语 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1. 绪论随着现代技术的发展,液压传动在越来越多的场合取代了机械传动,然而液压传动在向高压、高速、大功率的方向发展的同时,噪声问题也显得越来越突出。
聚酯熔体齿轮泵的优化改造

聚酯熔体齿轮泵的优化改造林文和(福建联冠建设有限公司,福建漳州363000)摘要:化纤聚酯生产线一般都用齿轮泵作为熔体的输送设备,聚酯熔体具有高温高压高黏度的特性,对输送设备要求比较高,熔体齿轮泵跟传统的齿轮泵也有所区别,其结构更复杂,它的齿轮与轴合为一体,负荷也大,采用滑动轴承,以熔体作为自润滑介质,实现其润滑功能,并采用填料密封和机械密封相结合的密封方式。
生产线增产时,因齿轮泵流量不足,采用加快转速提高产量时经常造成齿轮泵跳停,导致停产抢修,轴承跟齿轮轴也有磨损现象,造成了比较大的直接经济损失。
拟对齿轮泵进行优化及改造,为降低改造成本,保留原有齿轮泵壳体,仅更换齿轮轴及轴承,以达到提产效果并减少设备投资及改造费用,后期使用过程证明改造达到了预期目标,齿轮泵运行稳定。
关键词:熔体;高黏度;齿轮泵;自润滑;齿轮轴;泄漏量0引言化纤聚酯生产一般是用乙二醇跟对苯二甲酸进行酯化反应及缩聚反应,生成聚对苯二甲酸乙二醇脂,就是我们常说的PET ,平均聚合度约为106,特性黏度比较高,我公司产品作为纺织用的熔体特性黏度达到0.68左右,瓶级切片能达到1.0以上,所以熔体输送需要比较高的温度跟压力,温度一般在292℃左右,终缩釜后输送压力要求能达到10MPa 左右,对输送设备要求比较高,一般使用熔体齿轮泵。
原生产线使用的齿轮泵在检修中常发现轴承支撑处轴有磨损现象,怀疑是自润滑系统有缺陷,导致润滑膜被破坏产生干磨现象。
而且,应市场需求,公司高层决定提高产量,为降低成本,在原有生产线上做局部改造以达提产目的,本聚合生长线主要输送设备为齿轮泵,也是单线产量提升的瓶颈,决定对齿轮泵进行优化改造。
为减少投资成本,减轻改造施工工作量,拟保留原有泵体,通过消除自润滑沟槽的死角,加大并优化改造润滑通道,选用较大的齿轮模数、增加齿轮宽度、改变齿形等方法来达到增产并消除缺陷的目的。
1熔体齿轮泵的结构及工作原理熔体齿轮泵由泵壳、前后端盖、齿轮轴、滑动轴承和轴封等构成,属于正位移泵,工作时依靠主、从动齿轮的相互啮合形成的工作容积变化来输送熔体。
齿轮泵研究与仿真研究设计和实现论文设计

1 绪论现如今,全球信息化时代已经来临,热衷于设计齿轮油泵的工作者,逐步倾向于借助以CAD为主的多样化计算机技术,针对现有产品进行更深层次的研发与设计,从而有效增强当前的设计速度,尽可能缩短设计周期。
尤其在生产化制造过程中,以CAM为主的各类制造技术业,已经获得相对广泛的实际应用。
对于齿轮泵而言,其所需的不仅仅为外在特性,而且还表现出一系列的内在要求。
其中,其内在特性主要涵盖产品性能以及整机装配质量等相关特性,与此同时,其外在特性一般表现为泵的运行特征。
1.1 齿轮泵的研究意义对于工业领域而言,尤为关键的核心装置即为齿轮泵,其广泛应用于液压传动以及相应的控制技术当中。
从本质上而言,其表现出相对简洁的基本结构,并且体积和重量都极为轻便,清洁度高,表现出相对良好的可靠性,后期维护相对便利,无需耗费高昂的经济成本。
然而,对于齿轮泵而言,其同样表现出某些劣势,例如:频繁困油、流量较大、泄漏显著以及频频出现气穴等一系列劣势,正是由于上述现象和特性的存在,将对齿轮泵呈现出的实际质量,产生极为深远的影响。
在当前时期,由于齿轮泵广泛应用于高温、高排量以及低噪音等环境下,故而诸多学者纷纷针对齿轮泵所含有的基本特性,进行相对深入的细致研究,以求尽可能保障齿轮泵在实际运行过程中的安全性和高效性。
对于现今的齿轮泵来说,尤为典型的即为外啮合齿轮泵,此类泵的设计水平也极为成熟。
在绝大多数外啮合齿轮泵当中,主要选择三片式结构,并且借助于平槽的作用,尽可能降低齿轮所产生的径向不平衡力。
近年来,此类泵所能达到的额定压力最高为25 MPa。
然而,因为此类齿轮泵一般表现出相对较少的齿数,故而造成流量脉动相对显著,其也因此获得相对广泛的实际应用,引发学术界的研究热潮。
现如今,全球学者在此方面进行的细致研究大体如下:各种类型齿轮参数的持续优化;齿轮泵的补偿技术;一系列卸荷措施;噪声控制技术的研发;齿轮泵所涉及的诸多变量方法的深入研究;齿轮泵高压化的基础途径等等。
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摘要齿轮泵是液压系统中最重要的动力源,在液压传动系统中应用广泛, 因此, 吸引了大量学者对其进行研究,其主要部件是内部相互啮合的一对齿轮。
现代机械工程对齿轮泵提出很多新要求,如压强高、排量大、脉动低、噪音低等,所以对齿轮泵的性能分析与改进成为了很重要的课题。
本课题以齿轮泵为研究对象,总结了齿轮泵的特点,深入研究了齿轮泵整体结构及其原理,并利用UG三维建模软件对其进行实体建模,对齿轮泵的流量特征、径向啮合力进行理论分析和数值计算,为齿轮泵的设计提供必要的理论依据。
研究了多种齿轮泵的齿廓类型,并推导出这些齿廓线方程。
最后学习了流体动力学相关的基础理论知识,利用CFD前处理软件Gambit和后处理软件Fluent对以上五种齿廓齿轮泵进行流体分析,并比较不同齿廓分析后的结果,分别计算了齿轮泵齿间区的流量、齿轮啮合区域的流量,最后就得到了齿轮泵的流量。
在时间和转速确定的情况下,得到齿轮泵的流速。
外啮合齿轮泵的结构对其内部的流场有很大的影响,采用fluent有限元法求解计算模型,就不同齿廓的变化特点进行对比,可以得出每种类型齿廓的相应的优缺点,从而得出最优的分析结果并在此基础上改进设计出新的齿廓线。
本文对齿轮泵的输出特性研究,推到出齿廓线方程,最后结合流体动力学理论,运用CFD前处理软件Gambit和后处理软件Fluent对以上五种不同的齿廓齿轮泵进行流体分析,在相同的转速下,比较不同齿廓的分析结果,渐开线齿廓在齿轮泵中的增压效果最好,并提出一些优化方案。
关键词:齿轮泵;齿廓;有限元法;输出特性;流体分析AbstractGear pump is the most important source of power in the hydraulic system, widely used in the hydraulic drive system, therefore, attracted a large number of scholars study, and its main components are a pair of gears meshing with each other by the internal。
Modern mechanical engineering have made a lot of new requirements to gear pump,such as high pressure, large displacement,low ripple and low noise, Performance Analysis and Improvement of the gear pump has become a very important issue.The topics to gear pump for the study, summed up the characteristics of the gear pump, in-depth study of the overall structure and principle of the gear pump and UG three-dimensional modeling software, solid modeling, the flow characteristics of the gear pump, theoretical analysis and numerical calculation of the radial direction meshing force of radial direction, to provide the necessary theoretical basis for the design of gear pump. A variety of the type tooth profile of the gear pump and derive the equations of these tooth profile. Finally learn the basic theoretical knowledge of fluid dynamics, to CFD pre-processing software Gambit and post-processing software Fluent for more than five tooth profile gear pump fluid analysis, and comparison results of different tooth profile analysis were calculated flow rate of the area of the interdental, gear meshing area of flow of the gear pump the, and finally got the flow of the gear pump. In the case of time and speed determined to obtain flow rate of the gear pump. Structure of the external gear pump has a great influence on its internal flow field, using the fluent finite element method for solving the calculation model, comparison of the changes in the characteristics of the different tooth profile can be drawn from the corresponding advantages and disadvantages of each type of tooth profile to arrive at the best results of the analysis to improve the design of a new tooth profile on this basis.The output characteristics of the gear pump onto the tooth profile equation and finally the theory of fluid dynamics, the use of pre-processing of software CFD Gambit and post-processing software Fluent fluid analysis more than five different tooth profile of the gear pump in the same speed, different tooth profile analysis result of that the best of booster effect is involute line tooth profile of the gear pump, and put forward some optimization program of it.Keywords: gear pump; tooth profile; finite element method; output characteristics;fluid analysis目录摘要 (I)Abstract (II)目录....................................................................................................................................... I II 1 绪论. (1)1.1 齿轮泵的研究内容及意义 (1)1.2 齿轮泵国内外的发展概况 (1)1.3 本课题应达到的要求 (3)2 齿轮泵的工作原理及三维建模 (4)2.1 外啮合液压齿轮泵的工作原理 (4)2.2 齿轮泵分类、用途、应用范围 (4)2.2.1 齿轮泵的分类 (4)2.2.2 齿轮泵的用途及应用范围 (5)2.3 齿轮泵的三维建模 (5)3 齿轮泵的流量特性 (8)3.1 齿轮泵流量的研究 (8)3.1.1 齿轮泵平均流量 (10)3.1.2 齿轮泵瞬态流量 (10)3.2 齿轮泵排量的研究 (11)3.2.1 根据齿槽有效容积的排量计算方法 (11)3.2.2 根据轮齿有效体积的排量计算方法 (12)3.3 本章小结 (13)4 流体动力学理论知识研究 (14)4.1 流体力学简介 (14)4.2 流体动力学的基本思想 (14)4.3 计算流体动力学的特点 (15)4.4 计算流体力学的基本步骤 (15)4.5 流体力学基本方程 (17)4.6 流体流动模型的确定 (19)4.7 一般结构 (19)4.7.1 前处理 (19)4.7.2 求解器 (19)4.7.3 后处理 (19)4.8 本章小结 (19)5 齿轮泵不同齿廓的流体动力学分析 (20)5.1 Fluent简介 (20)5.2 齿轮泵的流体力学分析 (20)5.2.1 建立流体模型 (20)5.2.2 划分流体模型的网格 (20)5.2.3 设置流体模型的边界条件 (20)5.3 齿轮泵不同齿廓的流体分析 (21)5.3.1 渐开线齿廓齿轮泵的流体分析 (21)5.3.2 余弦齿廓齿轮泵的流体分析 (23)5.3.3 圆弧齿廓齿轮泵的流体分析 (26)5.3.4 三齿摆线齿廓齿轮泵的流体分析 (29)5.3.5 二齿摆线齿廓齿轮泵的流体分析 (32)5.4 齿轮泵的结构改进设计 (36)5.4.1 齿轮泵齿廓的改进 (36)5.5 本章小结 (39)6 结论与展望 (40)6.1 课题总结 (40)6.2 课题展望 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论1.1 齿轮泵的研究内容及意义在21世纪,节约能源使我们亘古不变的话题,在工业中也一直提倡能源的节约,动力源是液压系统中最重要的部分,这个动力源也包含齿轮泵,所以我们要对齿轮泵的齿轮优化设计,以达到提高齿轮泵的效率和节约能源的问题,最主要的部件是内部相啮合的一对齿轮,在结构上可分为内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵两大类。
由于它具有结构简单、加工方便、体积小、自吸能力强且重量轻等特点,使它在机械、国防、能源、冶金、交通、石化、轻工、食品等领域得到广泛的应用。