面向减振降噪的高压齿轮泵结构优化设计研究

发布时间：2017-07-20 05:22

  本文关键词：面向减振降噪的高压齿轮泵结构优化设计研究

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【摘要】：齿轮泵是液压系统油源中使用最多的液压元件,其工作性能的好坏直接影响整个液压系统的工作效率。目前,齿轮泵朝着大流量、集成化、变排量、高压化、低噪声等方向发展。其中齿轮泵的高压化是在当前工程机械的发展中必须要完成的,但高压化伴随着一些负面的影响,譬如:液压径向不平衡力变大、内泄漏加剧、振动和噪声加大等。所以要对齿轮泵高压化后存在的问题进行分析,本文主要针对怎样降低高压齿轮泵的噪声进行研究。本文以CBN-F314型高压齿轮泵为研究对象,对其结构进行改进研究。将齿轮原有的渐开线齿廓改为余弦线齿廓,并在浮动轴套上合理设计卸荷槽。改为余弦齿轮后,利用“扫过面积”法对两种齿廓齿轮的瞬时流量进行公式推导,并通过MATLAB软件对两种齿廓齿轮进行仿真分析,最终得出采用余弦线齿廓的齿轮泵的瞬时流量要比采用渐开线齿廓波动小,而且其平均流量相对较大,流量脉动越小,产生的压力脉动越小。通过计算和图解法在浮动轴套上设计出单孔卸荷槽和双重卸荷槽,在Solidworks软件中建立起改进前后的高压齿轮泵三维模型,对其进行虚拟装配;并利用FLUENT软件对改进前后的齿轮泵进行二维、三维的流场分析,得出采用余弦齿廓齿轮泵在相同困油体积最小的情况下困油压力值小于采用渐开线齿廓齿轮泵;卸荷能力较强的是双重卸荷槽;卸荷槽的卸荷能力越强,由困油现象产生的压力冲击越小。最后利用ANSYS软件对渐开线齿轮和余弦齿轮进行接触强度仿真分析,可以得到余弦齿轮的接触强度优于渐开线齿轮强度。齿轮的接触强度越高,产生齿轮疲劳点蚀需要的时间越长。
【关键词】：齿轮泵 低噪声 余弦齿廓 浮动轴套
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH325
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究目的与意义11-12
• 1.2 高压齿轮泵国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外高压齿轮泵研究现状12
• 1.2.2 国内高压齿轮泵研究现状12-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 齿轮泵高压化后存在的问题分析17-25
• 2.1 高压齿轮泵液压径向力分析17-18
• 2.2 高压齿轮泵内泄漏的分析18-19
• 2.3 高压齿轮泵噪声产生的机理分析19-23
• 2.3.1 困油现象产生的噪声分析19-20
• 2.3.2 流量脉动和压力脉动产生的噪声分析20-22
• 2.3.3 齿轮啮合冲击产生的噪声分析22
• 2.3.4 气蚀与气穴产生的噪声分析22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第3章 高压齿轮泵的结构改进设计25-43
• 3.1 高压齿轮泵的结构与工作原理25-26
• 3.2 高压齿轮泵齿轮齿廓线的改进设计26-36
• 3.2.1 余弦齿廓线的设计27-29
• 3.2.2 余弦齿轮泵瞬时流量的分析29-32
• 3.2.3 余弦齿轮泵流量脉动率的分析32-33
• 3.2.4 余弦齿轮泵瞬时流量的仿真分析33-36
• 3.3 高压齿轮泵浮动轴套的改进设计36-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 改进后高压齿轮泵的建模及仿真分析43-57
• 4.1 改进后的高压齿轮泵建模43-45
• 4.2 齿轮泵内部流场仿真分析45-51
• 4.2.1 渐开线齿轮泵内部流场的模型建立与计算45-46
• 4.2.2 渐开线齿轮泵内部压力场计算与分析46-48
• 4.2.3 渐开线齿轮泵与余弦齿轮泵困油压力分析48-49
• 4.2.4 余弦齿轮泵三维流场仿真分析49-51
• 4.3 余弦齿轮强度的仿真分析51-55
• 4.3.1 ANSYS有限元分析过程52-53
• 4.3.2 余弦齿轮与渐开线齿轮的强度分析53-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第5章 总结与展望57-59
• 5.1 本文总结57-58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间的科研成果63-64
• 致谢64

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3 祝海林,邹e，

本文编号：566472