多回路齿轮泵设计及仿真分析
毕业设计用三维运动仿真分析齿轮泵
毕业设计用三维运动仿真分析齿轮泵摘要：本文以齿轮泵为研究对象，利用三维运动仿真技术对其进行分析。
首先，介绍了齿轮泵的基本原理和工作特点。
然后，运用SolidWorks软件建立了齿轮泵的三维模型，并对其进行了运动仿真分析，探究了不同工况下齿轮泵的运动规律。
通过对仿真结果的分析，得出了齿轮泵的流量特性、压力特性以及效率特性。
最后，通过与实验数据的对比，验证了仿真结果的准确性。
从而，为齿轮泵的设计和优化提供了指导。
关键词：齿轮泵；三维运动仿真；流量特性；压力特性；效率特性1.引言齿轮泵是一种常见的液压传动元件，广泛应用于工程机械、航空等领域。
其工作原理是通过齿轮之间的啮合运动来吸入和排出液体，起到压力传递和流量控制的作用。
齿轮泵的性能直接影响了整个液压系统的工作效率和精度。
2.齿轮泵的三维模型建立基于SolidWorks软件，建立了齿轮泵的三维模型。
在建模过程中，考虑了齿轮的几何形状、材料特性以及轴承等。
通过调整齿轮的参数，使其与实际情况尽量接近。
3.齿轮泵的三维运动仿真分析在建立了齿轮泵的三维模型后，进行了运动仿真分析。
通过设定不同的工况，模拟了齿轮泵在不同工况下的运动特点。
仿真结果显示了齿轮泵的轴向位移、流量、压力等参数随时间的变化规律。
4.齿轮泵的流量特性分析通过分析不同工况下的流量仿真结果，得出了齿轮泵的流量特性曲线。
该曲线描述了齿轮泵的流量随压力的变化规律。
通过比较不同工况下的流量特性曲线，可以评估齿轮泵的性能。
5.齿轮泵的压力特性分析通过分析不同工况下的压力仿真结果，得出了齿轮泵的压力特性曲线。
该曲线描述了齿轮泵的压力随流量的变化规律。
通过比较不同工况下的压力特性曲线，可以评估齿轮泵的性能。
6.齿轮泵的效率特性分析通过分析不同工况下的功率输入和输出，计算出了齿轮泵的效率。
通过比较不同工况下的效率，可以评估齿轮泵的能量传递效率。
7.结果与讨论将仿真结果与实验数据进行对比，验证了仿真的准确性。
齿轮泵设计总结
齿轮泵设计总结一、引言齿轮泵是一种常用的液压元件，广泛应用于工业领域。
它通过齿轮的转动来产生压力，将液体输送到需要的位置。
本文将对齿轮泵的设计进行总结，包括齿轮泵的工作原理、设计要点、优化方法等方面进行探讨。
二、齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理是利用齿轮之间的互相啮合来产生压力。
一般而言，齿轮泵由一对啮合齿轮组成，其中一只齿轮作为驱动齿轮，另一只齿轮则被驱动。
当驱动齿轮转动时，它会带动被驱动齿轮一起旋转，从而使液体在齿轮之间形成密封腔。
当齿轮旋转到一定位置时，密封腔内的液体被挤压，从而产生压力，将液体推送到出口管道。
三、齿轮泵的设计要点1. 齿轮的选择：齿轮泵的性能很大程度上取决于齿轮的选择。
在设计过程中，需要考虑齿轮的材料、齿轮的模数、齿轮的齿数等因素，以确保齿轮的强度和耐磨性能。
2. 泵壳的设计：泵壳的设计直接影响到泵的工作效率和可靠性。
在设计过程中，需要考虑泵壳的形状、孔径的尺寸、密封性能等因素，以确保泵壳能够有效地防止液体泄漏。
3. 清洁度控制：齿轮泵在工作过程中，容易受到颗粒杂质的影响，导致泵的性能下降甚至损坏。
因此，在设计过程中，需要考虑如何有效地控制液体的清洁度，以延长泵的使用寿命。
4. 润滑方式：齿轮泵的润滑方式有很多种，包括润滑油浸润滑和润滑油膜润滑等。
在设计过程中，需要根据实际情况选择合适的润滑方式，以确保齿轮的正常运转。
四、齿轮泵的优化方法1. 优化齿轮的设计：通过改变齿轮的形状、齿数等参数，可以优化齿轮的传动效率和噪音性能，提高泵的整体性能。
2. 优化泵壳的设计：通过改变泵壳的形状、孔径的尺寸等参数，可以降低泵的内部损失，提高泵的工作效率。
3. 优化液体的清洁度控制：通过改变液体的过滤方式、清洗方式等方法，可以有效地控制液体中的杂质，减少对泵的影响。
4. 优化润滑方式：通过改变润滑方式，选择合适的润滑油，可以提高齿轮的润滑效果，减少齿轮的磨损。
五、总结齿轮泵是一种常用的液压元件，其设计直接影响到泵的性能和可靠性。
毕业论文（设计）齿轮油泵安全装置设计及运动仿真
毕业设计任务书1．设计的主要任务及目标根据齿轮泵的工作原理，并对现有齿轮泵的安全装置进行改良设计以解决齿轮油泵困油现象，增加油泵的安全性。
利用三维软件对齿轮油泵的各零件建模，并装配实现运动仿真动画。
2.设计的基本要求和内容分析课题要求，查阅相关知识方面的论文，拟定开题报告；查找设计题目相关的资料；对设计中的主要参数进行计算；审核分析计算结泵；对修正后的模型进行三维建模及运动仿真并绘制齿轮油泵装配图一张 A1幅面，绘制组成各部件的零件图，编写设计说明书一份（约40页 18000字左右）3.主要参考文献[1] 《液压传动与气压传动》[2] 《机械制造基础》[3] 《机械设计手册》[4] 其他网络检索到的相关资料4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1 分析课题要求，拟定开题报告2013.12.1-2013.12.312 查找设计题目相关的资料2014.1.1-2014.3.103 对设计中的主要参数进行计算2014.3.10-2014.4.104 对齿轮油泵的主要部件进行三维建模2014.4.10-2014.5.15 对齿轮油泵进行装配及运动仿真2014.5.1-2014.6.1齿轮油泵安全装置设计及运动仿真摘要：齿轮油泵是应用最广泛的容积式液压油泵，具有体积小、重量轻、制造容易、工作可靠、价格低廉、对油液不敏感、自吸能力强、维护方便等优点。
但其困油现象引发压力造成振动和噪声的问题比较严重，因而不宜用在要求平稳的固定设备上。
因此通过改变卸荷槽的设计，来解决困油现象，对降低噪声、减少液压泵端面泄漏、提高容积效率和工作压力及延长使用寿命具有重要的意义。
本文对外啮合齿轮泵理论研究及困油原理进行详细介绍，对困油容积的变化规律进行理论分析，从而为齿轮泵的理论计算及设计提供理论依据，并且为齿轮泵卸荷槽的改进设计奠定基础。
最后基于实体建模软件Pro/E对齿轮泵进行三维实体建模。
此项改进措施对降低液压泵的维护、维修费用，提高产品质量和系统运行精度以及使用寿命具有重要意义。
毕业设计----基于solidworks的齿轮泵仿真
XX学院毕业设计题目基于Solidworks的齿轮泵仿真系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：基于Solidworks的齿轮泵仿真设计要求：1.对齿轮泵的工作参数（流量、效率、转速）、几何参数(齿数、模数、齿宽)、主要部件参数（分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径等）进行设计和确定。
2.运用solidworks对齿轮泵的各个零部件（泵盖、泵体、齿轮轴、紧固件等）进行建模，熟练掌握solidworks的建模方法。
3.运用solidworks对齿轮泵进行装配，掌握solidworks的装配方法。
4.对装配体进行干涉检查，对其进行运动分析。
设计进度要求：第一周到第四周下达任务书，查阅、收集相关资料。
第五周到第七周，进行齿轮泵的工作参数，几何参数等进行设计和确定。
第八到十周，用solidworks进行齿轮泵的零件建模及装配体建模。
第十周到十二周，撰写论文，对论文进行排版修改。
指导教师（签名）：摘要SolidWorks是一款功能强大的三维设计软件，具有强大的参数化建模功能。
在SolidWorks的标准菜单中包含了各种用于创建零件特征和基准特征的命令。
通过运用这些特征造型技术可以很方便的设计出需要的实体特征。
应用SolidWorks软件，可以建立出齿轮泵各个零部件的三维模型，进行装配后建立齿轮泵虚拟样机。
参数化造型设计是SolidWorks软件核心功能之一，包括曲面和实体造型以及基于特征的造型等。
它提供尺寸驱动的几何变量，用交互式方法检查模型变化的结果，其模型可智能化。
参数化造型虚拟技术通过记录几何体间的所有依存关系，自动捕捉设计者的意图。
此设计中主要利用三维设计软件SolidWorks，建立了齿轮泵的虚拟样机模型，并在此基础上利用SolidWorks软件对齿轮泵进行运动仿真、基体受力分析等。
建立运动机构模型，进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等，并用动画、图形、表格等多种形式输出结果，其分析结果可指导修改零件的结构设计或调整零件的材料。
基于UG的齿轮泵三维设计与仿真
广西水利电力职业技术学院题目：基于UG的齿轮油泵三维建模与仿真班级： 2011机制姓名：廖建专业：机械设计及制造指导教师：陈小芹答辩日期： 2014年5月26日广西水电职院机电工程系机械设计及制造专业UG造型广西水电职业技术学院机电工程系2011届毕业生毕业设计任务书2014年 10 月广西水电职院机电工程系机械设计及制造专业UG造型姓名：廖建班级：2011 专业：机械设计入制造学号：20110301106 设计题目：基于UG的齿轮泵三维建模与仿真内容：运用UG NX 8.0软件，对齿轮泵油泵这类常用的液压元件进行三维建模设计，虚拟装配以及工作原理的运动仿真。
进度：第一周，图纸分析及各组件的三维设计。
第二周，齿轮泵的虚拟装配及爆炸图的创建。
第三周，工作原理的运动仿真。
第四周，设计说明书的撰写。
第五周，制作PPT准备答辩。
要求：能熟练运用UG NX 8.0开发系统中的基本指令进行设计，装配以及工作原理的运动仿真。
前言UG 是目前市场上功能最极致的产品设计工具，它不仅拥有现金现今CAD/CAM广西水电职院机电工程系机械设计及制造专业UG造型软件中功能最强大的Parasolid实体建模核心技术，更提供高效能的曲面建构功能，能够完成最复杂的造型设计。
UG提供工业标准之人机接口，不但易学易用，更有无限次数的undo功能、方便好用的弹出窗口指令、快捷图像操作说明、自订造作功能指令及中文操作接口等特色，并且拥有一个强固的档案转换工具，能转换各种不同CAD软件的图文件，以及重复使用原有资料。
UG是一套复杂产品设计制造的最佳系统，从概念设计到生产产品，UG广泛的使用在汽车业、航天业、磨具加工以及设计业、医疗器材产业等等，近年来更将触角深及消费性市场产业中最为复杂的领域—工业设计。
运用其功能强大的复合式建模工具设计者可以工作的需求选择最合适的建模方式：关联性的单一数据库，是大量的零件处理更加方稳定。
除此之外，组立功能、2D出图功能、模具加工功能及与PDM之间的紧密结合，使得UG在工业界成为一套无可匹敌CAD/CAM系统。
CFD仿真技术在齿轮泵设计中的应用
机床与液压
ＭＡＣＨＩ ＮＥ Ｔ ＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
ＮＯ Ｖ ． ２ ０１ ６ Ｖ０ ｌ ＿ ４ ４ Ｎｏ ． ２ ２
第４ ４卷 第 ２ ２ 期
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ３ ８ ８ １ ． ２ ０ １ ６ ． ２ ２ ． ０ ３ ８
Ｃ Ｆ Ｄ仿真技术在齿轮泵设计中的应用
向永超 ，史元元 ，崔瑾 ，冉 昭 ，陈晓峰１ ’
（ １ ．长城 汽 车股份 有 限公 司技 术 中心 ，河北保 定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ； ２ ．河北省 汽车 工程技 术研 究 中心 ，河北保 定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：齿轮泵是一种重要 的液压元件 ，被广泛应用 于实际工程 中 ，为了验证 Ｃ Ｆ Ｄ分析结果和试验结果 的一 致性 ，以某
型号 的外齿 轮泵 为例进行仿真分析 与相 关试验 。结 果表 明 ：仿 真结果 与试验 结果 基本一 致 ；通过 研究 出 口流 量的影 响 因
素 ，验证 了计算模型 的正确性 。这种方法不仅可 以缩短产 品开发周期 ，还为 油泵 的结构设计提供参考 。
关键词 ：齿轮泵 ；仿真分析 ；试验
由于齿轮泵 内部流场分析 比较复杂 ，这里选用一 个齿轮参数 相 同 的齿 轮泵 ．进行 仿真 分 析及 相关 试 验。文中通过 Ｃ Ｆ Ｄ仿真 分析 ，可 以得 到 油温 、转 速 和出 口压强对油泵出 口流量 的影 响 ，通过 比较分析结
Ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ｎ ｃ ｕ ｔ ｄ ｏ ｗｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｇ ｉ ｖ ｅ ｖ ｉ ｔ ａ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ｏｒ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｅ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｇ ｅ ｒ ａ ｐ ｕ ｍｐ ．
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。
齿轮油泵设计及工艺分析
齿轮油泵设计及工艺分析毕业设计(论文)题目齿轮油泵设计及工艺分析专业精密机械班级学号 2姓名指导教师年月日I学生姓名专业班级联系方式指导老师指导老师职称联系方式课题名称齿轮油泵设计和工艺分析一、设计的技术要求(或论文的主要内容):(1)完成齿轮油泵相关技术资料的查阅，收集与课题相关的信息;(2)分析齿轮油泵的工作原理与结构;(3)完成齿轮油泵的装配图和重要零件的零件图;(4)设计齿轮油泵的三维立体图形。
(5)按学校要求独立撰写毕业设计论文。
二、实施操作的技能要求:1、技能要求:(1)学会查阅技术文献和资料; 课 (2)掌握齿轮油泵的工作原理与结构; 题 (3)熟练运用AUTOCAD进行绘图;任 (4)熟练运用UG软件进行三维实体建模;务 (5)掌握撰写论文的方法和能力。
要 2、内容要求求 (1)完成设计图纸一套(包括装配图一套;零件图2-3张);(2)三维效果图一份;(3)开题报告及论文各一份三、时间安排与要求:2014年9月23日---10月6日准备阶段2014年10月7日---11月10日开题阶段2014年11月11日---12月8日课题阶段设计2014年12月9日---12月29日论文撰写阶段2014年12月30日---1月5日答辩阶段专业组审批意见专业负责人(签字)年月日二级学院审批意见分管院长(签字)年月日指导教师(签字)年月日,此表一式3份～1份上交机电工程学院教学科～1份下达至学生～1份存指导老师处。
,II齿轮油泵设计[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。
齿轮油泵主要用于各种机械设备中的润滑系统中输送润滑油，适用于输送粘度为5×10-6,1.5×10-3m2/s (5-1500cSt)，温度在300?以下的具有润滑性的油料。
不锈钢齿轮泵，可输送无润滑性的油料、饮料、低腐蚀性的液体。
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多回路齿轮泵设计及仿真分析李丽【摘要】利用虚拟样机技术在计算机上建立多齿轮泵的数学模型,同时采用Fluent 软件对模型进行模拟仿真,有利于减少产品研发周期,降低研发成本.【期刊名称】《大连交通大学学报》【年(卷),期】2014(035)002【总页数】4页(P40-43)【关键词】多齿轮泵;虚拟样机;Fluent;模拟仿真【作者】李丽【作者单位】大连华锐重工集团股份有限公司液压装配厂,辽宁大连116035【正文语种】中文0 引言齿轮泵作为机床中重要的液压输出部件，直接影响着产品的性能.目前一些企业采用单泵分流供油或者单泵单腔供油的方法，不仅影响机床加工的稳定性，也使企业的成本增加.多齿轮泵的流量不受负载影响，能够提供给各润滑点等量的油液，达到多个泵的使用性能，为企业节省加工成本.随着制造技术的发展，对数控机床的要求将向高精密、大型化方向发展，所以采用多齿轮泵润滑的静压支承是必然的发展趋势［1］.为了缩短多齿轮泵的研发周期，则需要采用虚拟样机技术构建多齿轮泵的数学模型，进而在计算机上对多齿轮泵模型进行模拟仿真.1 多齿轮泵的工作原理和结构特点1.1 工作原理多齿轮式泵从结构上说是普通外啮合齿轮泵的延伸.这种泵是由一个主动齿轮在泵体中同时与多个从动齿轮啮合传动，各从动齿轮均匀布置在主动轮中心轮的圆周上，主动齿轮带动多个从动齿轮旋转工作，并将油定量分配给各个油腔［2］.图1为10个回路多齿轮泵.当泵工作时，电动机动力由中心轮输入.当中心轮逆时针转动时，周围10个从动轮顺时针转动，形成10个外啮合齿轮泵.对中心轮与1号从动轮构成的外啮合齿轮泵，其啮合点下侧的轮齿逐渐脱开啮合，使该处的腔室容积增大.液体在大气压力的作用下，经吸油口进入其中，这就是泵的吸油过程，该处的腔室称为吸油腔.而啮合点上侧的轮齿逐渐进入啮合，使该处的腔室容积减小，同时在齿轮的旋转作用下，轮齿将充满齿间的液体从啮合点的下侧带到上侧，这样造成啮合点上侧腔室内的液体压力升高.液体经排油口被排出泵体，形成泵的排油过程.同理，该处的腔室成为排油腔.齿轮式多点泵相当于多个外啮合齿轮泵同时工作，其流量是多个普通外啮合齿轮泵流量的总和.图1 10个回路齿轮泵示意图1.2 多齿轮泵的结构及其特点本文所介绍的为20点多回路齿轮泵，可以同时提供给20个润滑点等量的油液.20点多回路齿轮泵通过两级泵传输压力油，一级泵在电机驱动下主要实现升高油压的作用，并将电机转速通过齿轮传动达到降速——提速的作用.一级泵输出的工作油液通过外接油管输入配油泵，配油泵实现工作油液的分配任务.在二级泵体上，通过另外一条油路实现自身的润滑，从而实现平稳供油且达到自润滑的目的.因此，多齿轮泵克服了现有齿轮泵不能均匀供给压力油的不足，可以实现多点供油，压力平稳，可以减小流量脉动，使径向力趋于平衡，有效提高整个齿轮泵的寿命和工作性能.另外，将两级泵复合成一体，达到结构紧凑的目的.2 基于Fluent的虚拟样机设计虚拟样机技术的开发与实施涉及到许多关键技术与相关的研究领域，比如系统总体技术、建模/仿真技术、虚拟现实技术、产品建模技术、模型VV＆A(校验、验证和确认)技术和支撑平台/框架技术等［3］.在计算机上用Proe三维软件建立多齿轮泵的模型，然后再用模拟仿真软件Fluent对模型进行模拟试验——改进——试验的反复过程，从而达到优化改进多齿轮泵的效果.2.1 测绘过程数据采集技术是反求工程的关键技术之一，所采集数据的好坏直接影响反求工程的质量和实现.因此，在这里先介绍一下要用的测量工具，为数据测量采集打好基础，以便提高测量效率和得到准确的数据.本文测量所用的主要工具有:直尺、游标卡尺、大型工具显微镜和三坐标测量机;另外还需要一些辅助工具来探明多齿轮泵的结构，如细铁丝等.2.2 关键件材料的确定在机械零件的设计和加工过程中，零件材料的选择是否恰当，直接关系到材料在冷，热加工过程中的难易程度、制件的质量和成本.如果零件材料选用的好，就可以保证甚至提高设备的工作性能，延长设备的使用寿命，降低设备的造价.零件材料的选择一般要考虑其工作条件、工艺性能要求和材料的经济性要求，同时还要根据生产批量是成批生产还是单件生产［4］.从使用、工艺和经济三方面来考虑，使用情况一般包括:①零件的工作和受载情况;②对零件尺寸和质量的限制;③零件的重要程度.零件的受载情况主要指载荷大小和应力种类，若零件的接触应力较高如中心齿轮和小齿轮之间啮合运动就需要选用表面强化处理的材料，因此中心齿轮和小齿轮都选用40Cr;作为多齿轮泵的主要工作部分——配油泵组成的零件:配油泵外端盘、内端盘、配油泵泵体，作为单件生产，材料选择一般选用库存的，实在不能满足要求才会外购，而且只要满足主要性能指标就行.因此配油泵各关键件用45钢就可以满足.3 仿真分析与结果3.1 计算条件对啮合齿轮泵内流场进行模拟仿真，在数值计算过程中，其模型条件如下:(1)工作介质为46#油，其密度ρ=881 kg/m3，运动粘度v=46 ×10－6m2/s，齿轮的材料为40Cr;(2)流体为牛顿流体，即在模拟过程中，速度发生变化时，其运动粘度v保持不变.(3)通过计算，此模型中的雷诺数Re大于临界雷诺数Re，因此模型中的液体流动状态是湍流，满足k-e标准湍流模型，其形式如下:式中，Gk为由于平均速度梯度引起的湍动能产生项;Gb为由于浮力影响引起的湍动能产生项;YM为可压缩湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响;湍流黏性系数μ =ρCμk2/ε;其中常数:C1s=1.44，C2s=1.92，C3s=0.09;动能k与耗散率ε的湍流普朗特数分别为:σk=1.0，σs=1.3［5］.3.2 建立几何模型和网格划分首先在CAD软件中完成齿轮泵的简单模型，采用10个外啮合齿轮进行模拟仿真，如图1所示.10个齿轮均为标准渐开线圆柱齿轮，其参数如下:大齿轮转速为2 340 r/min;小齿轮转速为17 403 r/min;大齿轮转向为逆时针;大齿轮齿数为119;小齿轮齿数为16;模数为0.4;压力角为20°;c*为 0.25为1.完成建模后，需要生成ACIS文件，然后导入到前处理软件GAMBIT里进行网格划分.多齿轮泵内部流场计算区域采用三角形网格离散，得到的初始节点25141个，网格40566个.初始网格模型如图2所示.图2 齿轮泵初始网格同时在Gambit软件里指定每个区域的名称和类型，进出口分别定义为压力进口、压力出口，结合图1可知，中心轮逆时针转动，油液在1号从动轮部分处从吸油口进入流场，经过齿轮旋转，从排油口流出.其余9个齿轮部分依次可推出各自的吸油口和排油口.3.3 齿轮泵的动态模拟为了更好地模拟齿轮旋转过程中的流场变化情况，本文采用动网格技术，编制UDF程序来控制齿轮的转动.在Fluent软件中，采用有限体积法求解，压力项用PRESTO!格式离散，扩散项用中心差分格式离散，其余项用二阶迎风格式离散，压力速度耦合方程采用PISO算法求解.通过对外啮合齿轮泵内部的水压流场所进行的仿真，可获得其内部的流动速度分布图和压力分布图，并据此分析内部的压力变化，同时也可以监测出口的排油情况.本文首先模拟输入压力、输出压力分别为16、18 MPa的内部流场压力和速度矢量分布状况，同时监测排油口的流量.并对此进行分析.图3为输入压力为16 MPa，输出压力为18MPa，齿轮转动0.000 24 s时的压力分布图.由图中可以看出，在齿轮即将进入啮合的时候压力值最大，最大值为18.1 MPa，这是由于齿轮在啮合的时候，对排油腔的油液进行挤压，较大的压力对齿面产生冲击，而且对齿轮寿命则有一定的影响.在齿轮由啮合到分离的时候压力值最小，最小值为12.5 MPa，和进油口压力有较大的差值.低压产生在齿面处，极易产生气泡，引起齿面的氧化腐蚀，进而产生气穴，引发气蚀现象［6］.图3 齿轮转动0.000 24 s时的压力分布云图在整个模拟过程当中，可以观测到排油口的流量情况，如图4所示.在齿轮旋转0.000 08 s左右时，流体出现回流情况，随着齿轮的继续旋转，回流出现更大的范围.如图5所示，齿轮旋转0.000 2 s时的速度矢量图，从图上可以看出，流体回流占据了大范围的流场，使齿轮泵的流量迅速减少.图4 排油口流量状况图5 齿轮旋转0.000 2 s时的速度矢量图回流的出现会对齿轮泵造成许多不利的影响，主要的危害有:(1)回流消耗更多的能量，并且使齿轮泵的效率降低很多;(2)回流的出现使齿轮泵的流场流动不稳定，同时伴随着脉动出现，影响齿轮泵的寿命.从控制原理上来分，对回流的控制可分为主动控制，即外加能量的控制;被动控制，即不加能量的控制.前者需要外加的能量消耗，有时会得不偿失;后者虽然不需要外加的能量，但往往是以牺牲某种流体动力性能为代价的［7］.从本文设计的齿轮泵模型，如果采用主动控制的方法，可以提高齿轮的转速.提高转速，则对齿轮的使用寿命有一定的影响，而且对电机的要求会更高.所以采取被动控制的方法，减小进出口的压力差值.如图6所示，设定齿轮泵输入压力为16 MPa，输出压力为17 MPa时，排油口的流量没有发生明显的回流现象，输出流量在0.000 3 s后趋于稳定.图6 减小进出口压力差值后的排油口流量监测图4 结论本文设计了简易的外啮合齿轮泵模型，并对齿轮泵内部的流场进行了分析.通过本文对简单外啮合齿轮泵模型的模拟仿真，可以得出以下结论:(1)在齿轮即将进入或脱离啮合时，会和流体进出口产生较大的压力差，从而影响齿轮的使用寿命，因此可以对齿轮齿面进行一些强化处理;(2)流体进出口的回流现象对于齿轮泵的效率以及使用寿命都有一定的影响，可以通过减小流体进出口压力差值的方法来减小回流影响的范围.参考文献:［1］王积伟，章宏甲，黄谊.液压与气压传动［M］.北京:机械工业出版社，2009:71-72.［2］刘贵根.多齿轮泵的基础理论和优化设计［D］.淮南:安徽理工大学，2006. ［3］GIERZELT T，JACOBI O，PIOTTER V，et al.Development of a micro annular gear pump by micro power injection molding［J］.Journal of Materlals Science，2004，39:2113-2119.［4］杨成，李宏伟.基于ANSYS的不同材料齿轮泵壳体的有限元分析［J］.液压气动与密封，2011(5):9-13.［5］POTTER M C，WIGGERT D C.Mechanics of fluids［M］.Beijing:China Machine Press，2003:30-31.［6］姜继海，袁俊超，王强.水压外啮合齿轮泵内流场的仿真与分析［J］.机床与液压，2008，36(3):86-88.［7］陈磊.基于Fluent的多回路齿轮泵优化设计［D］.大连:大连交通大学，2010.。