多齿差内啮合摆线齿轮泵设计及其动力学分析

发布时间：2017-05-24 03:05

  本文关键词：多齿差内啮合摆线齿轮泵设计及其动力学分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自动变速器中油泵的性能直接影响着液压系统的稳定性,而自动变速器工作的噪声和振动和其自身的液压系统的稳定性密切相关的,所以,油泵参数选择的不合适会使得液压系统产生流量脉动,最终导致自动变速器产生过大的振动和噪声。因此,在设计油泵的时候,一定要深入研究它的参数特性,务必使得油泵的单位体积排量最大且流量脉动最小。 多齿差摆线齿轮泵的结构比较紧凑,排量大而且流量脉动也比较小,在化工、机械等行业中有着很广泛的应用。所以,可以把多齿差摆线齿轮泵装配在双离合器自动变速器中,并对其流量脉动及外形、体积、排量等进行优化,选取合适的齿轮泵参数；接着,利用CAE动力学分析技术,对泵的动态性能进行模拟,基于减振降噪的原则,进行结构优化设计。 本文对齿轮泵进行了相关研究,比较介绍了各种类型的齿轮泵,并且简述了齿轮泵的国内外发展概述。首先对多齿差摆线、圆弧齿轮的啮合原理进行研究,使用绘图软件建立了摆线-圆弧齿轮的三维模型。由于摆线-圆弧齿轮的轮廓曲线比较复杂,建模过程耗时耗力,会占用设计者太多的时间精力。因此,接着对三维软件进行了二次开发,使得建模过程界面化,简单化。而摆线-圆弧齿轮参数的选取对齿轮泵性能影响非常大,因此需要对参数进行优化。本文以流量脉动低、单位体积排量大为目标对摆线齿轮泵进行了参数优化,并且开发出软件界面,使得参数的选取具有理论依据。最后通过有限元方法对摆线泵进行模态分析,提取各阶模态并分析振型,确定主要振动形式,基于减振的目的对摆线泵的结构进行合理的设计,并且对最终结构进行动力学分析,验证结构设计的合理性。最后设计出一款流量脉动低、单位体积排量大、振动小、强度符合要求的多齿差摆线齿轮泵。
【关键词】：多齿差摆线齿轮泵 二次开发 参数优化 模态分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH325
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 插图清单13-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-23
• 1.1 研究背景及意义16
• 1.2 齿轮泵研究的发展与现状16-19
• 1.3 内啮合摆线泵的研究概况19-21
• 1.4 论文的主要构思以及主要拟解决的问题21-23
• 第二章 摆线齿轮泵设计理论研究23-40
• 2.1 单齿差摆线泵的啮合原理23-29
• 2.1.1 短幅外摆线方程的推导23-25
• 2.1.2 摆线轮的啮合方程25-26
• 2.1.3 短幅外摆线等距曲线方程26-27
• 2.1.4 单齿差摆线泵的基本参数和几何尺寸27-29
• 2.2 多齿差摆线泵的啮合原理29-31
• 2.3 多齿差摆线齿轮泵基本参数及几何尺寸31-32
• 2.3.1 多齿差摆线泵的基本参数31-32
• 2.3.2 多齿差摆线齿轮泵的几何尺寸32
• 2.4 流量脉动特性研究32-34
• 2.4.1 瞬时流量的计算32-34
• 2.4.2 排量的计算34
• 2.4.3 流量脉动系数的计算34
• 2.5 齿廓几何参数的限制条件34-36
• 2.5.1 圆弧齿轮齿顶变尖34-35
• 2.5.2 摆线齿轮的齿廓交叉35-36
• 2.6 啮合特性和运动特性的分析36-39
• 2.6.1 啮合角36-37
• 2.6.2 重合度37
• 2.6.3 啮合界限点37-38
• 2.6.4 摆线轮齿廓曲率半径38-39
• 2.7 本章小结39-40
• 第三章 摆线-圆弧齿轮参数化建模及设计软件开发40-48
• 3.1 参数化设计概述40-41
• 3.2 摆线-圆弧齿轮参数化模型建立41-42
• 3.3 基于VS2008和Pro/TOOLKIT的设计软件开发42-43
• 3.4 内外转子参数化建模43-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 摆线齿轮泵摆线-圆弧齿轮参数优化48-56
• 4.1 目标函数和设计变量48-49
• 4.2 约束条件49-50
• 4.3 matlab最优化计算及软件开发50-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 摆线齿轮泵动力学分析56-68
• 5.1 有限元方法及模态分析基本原理56-58
• 5.1.1 有限元方法简介56
• 5.1.2 模态分析理论简介56-57
• 5.1.3 ANSYS模态分析57-58
• 5.2 多齿差摆线泵壳体的模态分析58-64
• 5.2.1 基于hypermesh的有限元模型建立58-60
• 5.2.2 基于ANSYS的模态分析60-63
• 5.2.3 结果分析63-64
• 5.3 多齿差摆线泵壳体的谐响应分析64-66
• 5.4 本章小结66-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 课题研究的总结68
• 6.2 课题研究的展望68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：389668