内啮合齿轮泵主要结构件的优化设计

发布时间：2019-08-20 09:42

【摘要】：由于国内近几年才开始发展和研究耐高压的内啮合齿轮泵,缺乏对内啮合齿轮泵设计参数、工作性能等方面的基础分析研究,使得目前国内的内啮合齿轮泵在输出压力、容积效率等参数和性能的稳定性方面与国外的产品还有较大的差距且我国企业生产的内啮合齿轮泵产量少、品种少、材料单一、规格不齐全。本文主要对渐开线式内啮合齿轮泵的一些主要结构件进行了有限元分析和优化,改善了泵的整体性能、减少了材料的使用,降低了泵的重量,使得齿轮泵在要求机动性和轻便性的场合有着更广的应用,最后做了壳体变形实验。 本课题首先在SolidWorks软件中建立了渐开线式内啮合齿轮泵主要结构件的三维实体模型和齿轮泵的装配图,然后将在SolidWorks中完成的相关实体模型保存为*.X_T格式的文件,然后导入到ANSYS中。 然后运用ANSYS软件的有限元分析功能对内啮合齿轮泵壳体的强度和刚度进行了分析,找出了壳体的应力主要集中区和变形量较大的位置,为壳体的设计提供了参考;然后对壳体进行了优化,在保证壳体的强度达到设计要求的情况下,增强了泵壳的刚度,减少了壳体变形,改善了泵的整体性能,减少了材料的使用,降低了泵的重量,达到节约材料资源的目的,有较好的社会经济效益。 其次对不同材料齿轮泵壳体进行了分析比较:对齿轮泵铝合金壳体进行了有限元分析,找出了该规格铝合金壳体的最大许可工作压力,并与球墨铸铁壳体进行了性能的比较。由于铝合金和球墨铸铁有着不同的材料性能,球磨铸铁壳体的齿轮泵可用于中高压场合,而铝合金壳体主要应用在中低压的环境中。由于铝合金有高度的散热性,铝合金壳体的齿轮泵可用在高温等极端气候条件下。 对这两种材料的壳体进行优化后,壳体的重量均减轻了7.4%左右,节省了材料,而优化后壳体的强度变化非常小,最大变形量反而减小了,与原壳体相比分别减少了10.33%(球墨铸铁壳体)和9.85%(铝合金壳体),增强了泵壳的刚度,改善了泵的整体性能,说明对泵的结构优化是合理的。这种有限元分析的方法,也可以推广到其它材料的壳体的分析比较,可以确定不同材料的壳体的最高工作压力。 对内啮合齿轮泵齿圈进行了强度分析。得出由于高压油腔压力作用使得齿圈变形导致齿根应力过大而容易出现齿圈断裂的情况,因此在齿轮泵的制造过程中提高齿圈外表面和壳体内圈的加工精度。 本文的这种分析优化的方法也可以推广到泵的其它零部件的设计优化,通过主要零部件的优化使泵总的工作性能达到最优,这样就可以完成整个泵的设计优化,有较好的现实意义。同时这种方法为其它型号、不同压力等级的内啮合齿轮泵的设计优化提供了分析依据,对于开发全新的不同材料的整个规格系列的新型齿轮泵有着重要的指导意义。
【图文】：

为齿圈的齿根厚度比较大，使得它的弯曲强度也比较高。由上诉的这些优点，内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比在同样更好的工作性能，使得内啮合齿轮泵在液压系统中得到了广齿轮泵概述轮泵是一种将机械能转化成液压能的能量转换装置，为液压液，，然后可以驱动液压系统中的各种执行元件来实现各种需液压传动系统中常用的动力元件[12]。它的输入量是机械量，合齿轮泵的工作原理

内啮合齿轮泵齿轮轴
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH325

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 张彬;低脉动内啮合变量齿轮马达的理论研究[D];安徽理工大学;2012年

2 许燕;齿轮泵动静态性能分析及结构优化[D];天津理工大学;2013年

本文编号：2528534