大排量齿轮泵的结构及性能优化研究

发布时间：2020-04-06 21:23

【摘要】： 齿轮泵是应用最广泛的容积式液体输送泵，具有尺寸小、重量轻、制造容易、工作可靠、价格低廉、对油液不敏感、自吸能力强、维护方便等优点。但它的输出脉动明显、困油严重、排量小，限制了其应用场合。为了扩大其应用范围，本文以齿轮啮合理论为基础提出了一种新型结构的齿轮泵。 新齿轮泵对普通齿轮泵的结构做了必要的改造，通过把两种不同模数的齿形组合在一起，将运动、动力传递功能与工作容积变化功能基本分离。分离后，排量增大为同等体积条件下普通直齿轮泵的2倍以上，而困油程度有明显减轻。 在新产品的设计过程中，详细研究了齿轮泵的流量特性。推导了计算瞬时流量、流量脉动的计算公式，深入研究了齿轮泵的困油现象，推导出了计算齿轮泵困油容积变化量的计算公式。并建立了齿轮泵的优化设计数学模型。应用ANSYS软件参数化建模的功能，对齿轮齿形进行精确绘制，建立了齿轮泵的参数化啮合仿真模型。此方法有利于齿轮设计的系列化和实现同类零件的标准化设计。采用有限元法对齿轮泵泵体的结构和受力进行分析，并利用ANSYS软件的优化设计功能，以单位体积排量最小为目标函数，，实现了泵体结构的优化设计。使齿轮泵泵体的体积减小、结构更加合理有效，解决了传统设计中凭借经验的问题。对新型齿轮泵的间隙与泄漏作了详细研究，建立了径向间隙和轴向间隙二元流动泄漏模型，并推导了最优间隙的计算公式。 为了便于与现有齿轮泵进行性能比较，本文取连盛液压机械有限公司生产的CBG3200齿轮泵做了对比分析。优化设计后的结果表明，新型齿轮泵单位排量的体积，比原泵下降了58％，困油容积变化量减少了约29％。因此，该大排量齿轮泵具有良好的市场应用前景，论文对于同类结构件的强度计算和结构优化也有着重要的借鉴作用。
【图文】：

直到前一对齿即将在C点脱离啮合时，V’又增加到最大。 fffff嵘嵘沈浏浏图2一5Fig.2一 5ThetraPPed011ofgear有侧隙齿轮泵小齿传动时的困油 PumPwithbaeklashusingsmalltoothtransmission2.3.2困油容积的计算由前面分析可知，齿轮泵的理论瞬时流量为Qs&二枷火一r一鸳扩)齿轮泵扫过的容积随主动轮转角少的变化而变化，其变化率为: (2.18)=鱼=B(孵一R，一孵扩) (2.19)由图2一5可以看出，困油时重叠啮合区段为BC，其始末两点B，C对节点尸的相应转角为几和件。在重叠啮合区若令尸点至其中某一啮合点X的转角为吓(%‘衡‘几)，则距该点一个基节Y点的相应转角为:外=卉一2才/z:

一l有限元分析流程图
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH325

【引证文献】

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本文编号：2617042