双圆弧齿轮泵设计

发布时间：2017-10-29 11:19

  本文关键词：双圆弧齿轮泵设计

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【摘要】：齿轮泵作为一种能量转换设备在现代工业领域中起到了不可或缺的作用。传统的渐开线齿轮泵虽有结构简单,尺寸小,重量轻,制造方便,价格低廉,工作可靠,自吸能力强,对油液污染不敏感,维修方便等优点,但是其脉动较大、噪声较大、工作压力较低的缺点已经在现代工业应用中越来越突出。本文采用“双圆弧余弦过渡曲线”作为齿轮泵的新齿形进行设计,齿形啮合时为一点连续接触齿形。该种齿形与渐开线齿轮泵齿形相比,啮合过程中齿面无相对滑动、运转平稳、齿面无磨损,不会产生困油现象,可消除流量脉动,与同尺寸的渐开线齿轮泵相比具有较大流量。所以与渐开线齿轮泵相比,双圆弧齿轮泵有着噪声低、压力大、寿命长、效率高等优点。本文从消除齿轮泵困油、流量脉动方面着手,结合有限元软件,进行双圆弧齿轮泵的设计。论文的主要工作如下:1)根据双圆弧齿形的特点,由啮合原理从双圆弧齿的基本齿条的齿形计算得出齿轮端面齿形的公式,结合需要的齿轮泵的额定压力和流量来设计出齿形的基本参数。2)对双圆弧齿轮泵的流量进行计算分析,以消除流量脉动为目的设计出齿轮的齿数、模数、压力角、齿宽、重合度、螺旋角。根据以上步骤得出参数定出齿轮的三维实体模型,对齿轮进行受力分析、选定齿轮材料,计算轴径和选用滑动轴承与验证并设计出主、从动齿轮轴的尺寸。3)同时对齿轮泵的泄漏进行了分析,为减小能量损失为目的得出较为合理齿轮端面间隙和径向间隙,对浮动侧板进行设计与计算以控制齿轮泵的端面间隙同时平衡轴向力,对径向间隙进行控制。4)根据以上受力计算与齿轮的设计参数对齿轮理论啮合应力进行计算,并通过有限元分析软件对齿轮的啮合进行应力分析与验证。对齿轮轴进行有限元分析与校核。根据齿轮泵设计的工作压力对齿轮泵壳体进行验证分析。5)对齿轮泵中其它的零部件进行选用与计算,装配出三维的齿轮泵模型,绘出二维图纸,加工出双圆弧齿轮,并设计出试验方案。
【关键词】：双圆弧 齿轮泵 齿形 有限元分析
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH325
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 圆弧齿轮泵概述13-14
• 1.2 圆弧齿轮泵在国内外的研究14-15
• 1.3 课题的来源及研究的意义15-16
• 1.4 论文研究的内容和采用的方法16-17
• 第二章 双圆弧齿轮泵齿形设计17-28
• 2.1 双圆弧齿轮泵的齿形简介17
• 2.2 双圆弧齿轮泵齿轮端面齿形设计17-27
• 2.2.1 齿轮齿条啮合坐标变换17-20
• 2.2.2 圆弧齿廓齿形方程生成20-24
• 2.2.3 生成齿轮齿廓曲线24-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 双圆弧齿轮泵齿轮参数的确定28-39
• 3.1 齿轮泵压力转速的确定28
• 3.1.1 齿轮节圆圆周速度校核28
• 3.2 圆弧齿轮泵排量计算与分析28-32
• 3.2.1 扫过面积法计算齿轮泵的排量29
• 3.2.2 齿轮泵流量计算29-32
• 3.3 齿轮参数确定及模型生成32-33
• 3.4 齿轮泵中齿轮受力分析33-38
• 3.4.1 齿轮泵中齿轮受液压力计算34-35
• 3.4.2 齿轮泵中齿轮受啮合力计算35-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 齿轮泵中各部件的选择39-56
• 4.1 齿轮泵中轴径的选择与计算39-42
• 4.1.1 齿轮材料39-41
• 4.1.2 主动齿轮轴颈计算41-42
• 4.2 圆弧齿轮泵中齿轮轴承的选择与计算42-48
• 4.2.1 滑动轴承42-45
• 4.2.2 滚动轴承45-46
• 4.2.3 轴承的选用及计算46-48
• 4.3 齿轮泵泄漏分析及计算48-51
• 4.3.1 泄漏部位分析48
• 4.3.2 齿轮端面和端盖间间隙的控制48-50
• 4.3.3 径向间隙的控制50-51
• 4.3.4 齿轮泵的泄漏量51
• 4.4 零部件的选择与计算51-55
• 4.4.1 油封的选择51-53
• 4.4.2 连接螺钉的选择53-54
• 4.4.3 主从动轴齿轮模型的建立54
• 4.4.4 泵壳外形模型的建立54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 双圆弧齿轮泵中重要部件应力分析56-70
• 5.1 有限元的基本原理及简介56-58
• 5.1.1 有限单元法56
• 5.1.2 理论应力计算：56-57
• 5.1.3 ANSYS计算基本方法与步骤57-58
• 5.2 双圆弧齿轮的啮合分析计算58-62
• 5.3 主动齿轮轴的ANSYS分析62-65
• 5.4 齿轮泵壳体的ANSYS分析65-69
• 5.4.1 齿轮泵壳体的材料选择及特点65-67
• 5.4.2 齿轮泵壳体的ANSYS分析67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 双圆弧齿轮泵装配与试验70-78
• 6.1 齿轮泵图纸生成70-72
• 6.2 实验方案72-77
• 6.2.1 试验术语定义及技术要求72-74
• 6.2.2 装配和外观的检验方法74
• 6.2.3 试验大纲74-76
• 6.2.4 齿轮泵型式试验项目与试验方法76
• 6.2.5 试验方案76-77
• 6.2.6 结果表达77
• 6.3 本章小结77-78
• 第七章 总结与展望78-80
• 致谢80-81
• 附录81-88
• 参考文献88-92
• 在读期间发表的论文与参与的项目92

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1 黄建华;巧修齿轮泵[J];矿山机械;2001年04期

2 代彦斌,陈克荣,舒丽;挤出塑料的齿轮泵设计[J];机械管理开发;2001年S1期

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本文编号：1112767