渐开线外啮合直齿轮泵困油现象分析与研究

发布时间：2017-09-23 11:34

  本文关键词：渐开线外啮合直齿轮泵困油现象分析与研究

  更多相关文章： 渐开线外啮合直齿轮泵 困油现象 动态模拟 虚拟测量 消除困油的新方法

【摘要】：渐开线外啮合直齿轮泵以其简单的结构、小巧的体积、轻盈的质量、良好的自吸性等诸多优点,在机械设备中被广泛使用。本文以工程机械中用到的齿轮泵作为研究对象,通过理论计算、模拟仿真和虚拟测量等方法,对渐开线外啮合直齿轮泵的困油特性和消除困油的方法进行了分析和研究,希望对今后研制和开发无困油、高压化、高转速、超低静音的齿轮泵有所贡献。首先,从现有的研究成果入手对渐开线外啮合直齿轮泵的结构特点进行了分析,找到了其产生困油现象的原因,并对齿轮泵发生困油的两个阶段进行了细致的分析。其次,通过对渐开线外啮合直齿轮泵困油面积和困油容积的计算推导,得出了困油面积和压力角之间的数学关系,以及困油容积变化率和转过角度、齿轮重合度之间的函数关系。另外,借助Fluent强大的流场动态模拟功能,对渐开线外啮合直齿轮泵的计算模型进行内部流场的仿真模拟,从而尽可能真实地反映出齿轮泵的困油现象,并将困油发生时齿轮泵内部流场的具体情况进行生动再现。此外,针对具体的一款渐开线外啮合直齿轮泵对其困油面积的变化规律进行了分析,通过二维虚拟测量的方法获得了该泵在转过不同角度时的困油面积,且绘制出了该泵困油面积变化规律曲线。而且对消除困油的几种传统方法进行分析,并将它们消除困油的效果进行了横向对比。最后,基于现有的关于消除齿轮泵困油的研究,结合目前的新理论和新工艺,提出了两种消除困油的新方法(外接油路法和组合槽法)。并分别对这两种消除困油新方法的工作原理进行了具体的介绍,且对它们消除困油的效果进行了分析评估,还对采用上述两种新方法时可能会出现的问题进行了简单的说明。
【关键词】：渐开线外啮合直齿轮泵 困油现象 动态模拟 虚拟测量 消除困油的新方法
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH325
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 齿轮泵的国内外研究现状12-16
• 1.1.1 齿轮泵国内研究现状12-14
• 1.1.2 齿轮泵国外研究现状14-16
• 1.2 齿轮泵的发展趋势16
• 1.3 本课题研究的背景和意义16-17
• 1.4 本文研究的主要工作17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第二章 渐开线外啮合直齿轮泵困油现象的理论分析19-28
• 2.1 齿轮泵的工作原理19-20
• 2.2 困油现象的形成20
• 2.3 困油面积的计算公式推导20-24
• 2.3.1 齿轮传动的几何关系分析20-21
• 2.3.2 基本公式推导21-22
• 2.3.3 困油面积计算式的推导22-24
• 2.4 困油容积变化规律分析24-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 渐开线外啮合直齿轮泵困油现象的动态模拟28-40
• 3.1 动态模拟的理论基础28-32
• 3.1.1 流体和流动的基本特征28-30
• 3.1.2 湍流理论30-31
• 3.1.3 流体动力学的三大控制方程31-32
• 3.2 本章中齿轮泵的几何参数32-33
• 3.3 动态模拟的具体过程33-39
• 3.3.1 渐开线外啮合直齿轮泵的几何建模33-34
• 3.3.2 网格的划分34-35
• 3.3.3 用户自定义函数（ＵＤＦ）的编写35-36
• 3.3.4 计算设置36-38
• 3.3.5 模拟结果与分析38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 消除困油现象传统方法的分析40-56
• 4.1 困油面积变化规律分析40-43
• 4.2 卸荷槽法43-53
• 4.2.1 对称圆形卸荷槽43-45
• 4.2.2 对称矩形卸荷槽45-47
• 4.2.3 对称渐开线形卸荷槽47-50
• 4.2.4 上述三种槽消除困油的效果对比50-53
• 4.3 斜齿或人字齿法53-54
• 4.4 卸荷降压槽法54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 消除困油现象的新方法56-67
• 5.1 外接油路法56-57
• 5.2 组合槽法57-66
• 5.2.1 楔形缝隙流动和三角节流槽的理论基础57-62
• 5.2.2 具有组合槽的浮动侧板设计及其消除困油的原理62-63
• 5.2.3 组合槽法消除困油的效果评估63-64
• 5.2.4 该浮动侧板的有限元分析64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 结论与展望67-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李玉龙;孙付春;唐茂;;高速齿轮泵渐开线型卸荷槽的设计与分析[J];机械科学与技术;2014年09期

2 李玉龙;唐茂;;困油压力对齿轮泵流量脉动的影响分析[J];农业工程学报;2013年20期

3 刘巍;王安麟;张小路;单学文;杨远禄;;高压齿轮泵过渡区阻尼结构参数化[J];农业机械学报;2013年06期

4 杨国来;白桂香;张姗玲;郑海;孙善兵;杜旭明;;直线共轭内啮合齿轮泵的困油特性分析[J];新技术新工艺;2012年02期

5 李玉龙;刘q;;外啮合齿轮泵困油面积和卸荷面积计算式的建立[J];农业机械学报;2009年06期

6 林帼英;;外啮合齿轮泵噪声的产生和控制[J];装备制造技术;2008年03期

7 高永强;;斜齿齿轮泵无困油重合度的研究[J];流体机械;2007年07期

8 杨元模;谢永悫;;解决外啮合齿轮泵困油现象的两种新方法[J];液压与气动;2006年08期

9 栾振辉;齿轮泵研究的现状与发展[J];起重运输机械;2005年06期

10 臧克江,周欣,顾立志,陈鹰;降低齿轮泵困油压力新方法的研究[J];中国机械工程;2004年07期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 宋伟;渐开线水液压内啮合齿轮泵研究[D];浙江大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 董旭旭;变排量齿轮泵的空化流动研究及验证[D];上海工程技术大学;2014年

2 王建;齿轮泵困油现象解决方法研究[D];河北工程大学;2013年

3 刘小雄;高压外啮合斜齿轮泵特性分析与研究[D];兰州理工大学;2013年

4 苏茹茹;齿轮泵困油问题的理论分析与仿真试验研究[D];河北工程大学;2012年

5 殷金祥;低脉动齿轮泵的机理分析与优化设计[D];扬州大学;2002年

，

本文编号：905039