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CB-B32型齿轮泵的CAE分析及参数优化研究

发布时间:2018-09-18 15:04
【摘要】:齿轮泵是一种工业生产和生活中非常常见的液压泵。渐开线外啮合齿轮泵具有体积小、重量轻、性能稳定等一些优点,应用很广泛。但是,由于渐开线齿轮啮合的结构特点,齿轮泵内部存在油液泄露、流量脉动,啮合处困油等一系列缺点。本文基于小型农用齿轮泵CB-B32型齿轮泵为例,使用CAE相关软件,利用有限元法,对相关问题进行分析和优化,为渐开线齿轮泵更好的发展和进一步研究打下基础。本文的主要研究内容和结论如下:(1)对CB-B32型齿轮泵进行拆卸,分类编号,进行尺寸测量,并使用经典三维建模软件Pro/E进行三维建模,并进行装配和干涉分析。得出全局干涉为零,证明建模的正确性,清晰地反应了齿轮泵内部的机构,并为下面章节齿轮泵的分析打下了基础。(2)简化齿轮泵的二维模型,使用GAMBIT软件对齿轮泵边界进行前处理,导入FLUENT软件中,进行流体分析。得到齿轮主轴不同转速下齿轮泵内部压力云图、速度云图和流线图等,有助于更好的理解齿轮泵内部困油、流量脉动等现象,也为齿轮泵主动轮转速的选择确定了合理的依据。(3)简化齿轮泵内部两渐开线齿轮的三维接触模型,导入ANSYS软件中,分别进行接触分析和弯曲疲劳分析。结合两渐开线齿轮啮合的结构,得到两齿轮的等效应力分布图和等效弯曲应力图,得出齿轮接触最大应力的位置,也就是最容易发生疲劳破坏的地方,为下一步齿轮的参数优化和齿轮的研究打下良好的理论基础。(4)使用ADAMS软件对齿轮接触进行动力学和运动学分析,并基于齿数和模数进行优化研究。得到优化后的齿数和模数,可使齿轮运行更加稳定、噪声更小、寿命更长、应力更小。(5)对简化的齿轮泵主轴进行模态分析,并与优化后的齿轮泵主轴进行对比分析,验证优化后的齿轮泵性能更优。
[Abstract]:Gear pump is a very common hydraulic pump in industrial production and life. Involute external gear pump has many advantages, such as small volume, light weight, stable performance and so on. However, due to the structural characteristics of involute gear meshing, there are a series of shortcomings such as oil leakage, flow pulsation and oil trapping in meshing. Based on the example of CB-B32 gear pump for small agricultural gear pump, this paper analyzes and optimizes the related problems by using CAE software and finite element method, which lays a foundation for better development and further research of involute gear pump. The main contents and conclusions of this paper are as follows: (1) the CB-B32 gear pump is disassembled, classified and numbered, and the 3D modeling software Pro/E is used to carry out 3D modeling, assembly and interference analysis. The global interference is zero, the correctness of the modeling is proved, the internal mechanism of gear pump is clearly reflected, and the foundation is laid for the analysis of gear pump in the following chapters. (2) simplify the two-dimensional model of gear pump. The GAMBIT software is used to preprocess the gear pump boundary, and it is imported into the FLUENT software for fluid analysis. The internal pressure cloud diagram, velocity cloud diagram and streamline diagram of gear pump at different speed of gear spindle are obtained, which is helpful to better understand the phenomenon of oil trap and flow pulsation inside gear pump. It also determines the reasonable basis for selecting the rotational speed of the gear pump's active wheel. (3) simplify the three-dimensional contact model of the two involute gears in the gear pump and import the ANSYS software to carry on the contact analysis and the bending fatigue analysis respectively. Combined with the meshing structure of two involute gears, the distribution diagram of equivalent stress and the equivalent bending stress diagram of the two gears are obtained, and the position of the maximum contact stress of the gear is obtained, which is the place where fatigue failure is most likely to occur. It lays a good theoretical foundation for gear parameter optimization and gear research in the next step. (4) dynamic and kinematic analysis of gear contact is carried out by using ADAMS software and optimization research is carried out on the basis of tooth number and modulus. The optimized tooth number and modulus can make the gear run more stable, less noise, longer life and less stress. (5) the simplified gear pump spindle is analyzed by modal analysis, and compared with the optimized gear pump spindle. Verify that the optimized gear pump performance is better.
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137.51

【参考文献】

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本文编号:2248292

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