一齿差摆线齿轮泵的优化设计

发布时间：2017-04-03 01:09

  本文关键词：一齿差摆线齿轮泵的优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了自己的私家车，但与此同时，汽车的大量使用带来的能源问题和环境污染问题日趋严重。对汽车产业而言，环保的要求越来越高，节能减排已经成为汽车发展的趋势。在自动变速器中，油泵的损耗相当于整个变速器损耗的10%左右，因此降低油泵的损耗可以实现汽车的节能减排。目前常用的自动变速器油泵有齿轮泵、叶片泵及电控油泵，虽然国内外很多整车和变速器厂商都在开发叶片泵和电控油泵，但就国内而言，叶片泵和电控油泵在自动变速器中的研究和应用还处于起步阶段，绝大部分仍然使用齿轮泵，其中一齿差摆线齿轮泵因其结构紧凑、体积小、运转平稳、噪音低、不易产生“气穴”和良好的高速性能等优点而被广泛应用。 本文基于对齿轮泵的工作原理摆线和转子的齿形生成原理，对摆线转子的传动特性和受力特性进行了分析，提出了一齿差摆线齿轮泵的三个优化方向：摆线转子轮廓曲线的优化、摆线转子间隙的优化以及齿轮泵油槽匹配的优化。通过采用新型的转子轮廓曲线，达到减小转子体积和啮合区域压力角的目的，从而在保持油泵基本性能不变的情况下，实现油泵机械效率的提升。基于摆线转子的传动特性分析，通过对摆线转子齿形修行方法的研究，，在传统的等距、移距和转角修形方法的基础上，提出了一种新的齿形修形方法，达到降低转子制造精度要求的目的，以满足小间隙转子的设计，从而提高油泵的容积效率。通过优化设计进出油道，实现合理的进油延迟和出油预压缩，并采用先仿真后试验的方法，验证进出油道设计的合理性，并进一步根据实际的设计经验，通过增加平衡槽和高压密闭槽的方法，提高油泵的容积效率。 为了验证上述优化设计的合理性和有效性，对现有的某款产品进行了优化设计，并基于ATA油泵性能试验台，进行试验验证。试验结果表明，优化设计后，在不改变油泵外形的条件小，油泵的效率、噪音均有明显改善，达到了优化设计的目的。
【关键词】：齿廓曲线 啮合特性 齿形修形 优化设计 油槽匹配
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH325
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题的背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 齿轮参数及泵体结构的优化设计10
• 1.2.2 齿轮泵的噪音控制10-11
• 1.2.3 齿轮泵的流量特性研究11
• 1.2.4 齿轮泵的寿命及其影响因素11-12
• 1.2.5 电机驱动齿轮泵的发展12
• 1.3 齿轮泵的发展趋势12-14
• 1.4 本课题研究的主要内容14-15
• 2 一齿差摆线齿轮泵的啮合特性分析15-23
• 2.1 摆线齿轮泵工作原理15-16
• 2.2 摆线泵转子齿廓曲线形成原理及基本参数16-19
• 2.2.1 外转子齿廓曲线设计计算17
• 2.2.2 内转子齿廓曲线设计计算17-18
• 2.2.3 理论流量的计算18-19
• 2.3 转子的啮合特性19-22
• 2.3.1 转子的理论啮合特性19
• 2.3.2 转子的实际啮合特性19-20
• 2.3.3 转子的实际啮合区域20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 一齿差摆线齿轮泵的优化23-45
• 3.1 齿轮泵的基本性能23-25
• 3.1.1 输入扭矩23
• 3.1.2 输出流量23
• 3.1.3 流量脉动率23-24
• 3.1.4 噪音24-25
• 3.1.5 齿轮泵的优化方向25
• 3.2 齿形的优化25-29
• 3.2.1 齿形优化的方向25
• 3.2.2 双中心摆线转子25-27
• 3.2.3 一种复合齿形的摆线转子27
• 3.2.4 合理的齿形消除困油27-29
• 3.3 齿形修形方法的优化29-36
• 3.3.1 齿形修形的作用29
• 3.3.2 齿形修形的方法29
• 3.3.3 等距修形的啮合间隙29-30
• 3.3.4 移距修形的啮合间隙30-31
• 3.3.5 等距和移距修形的区别31-32
• 3.3.6 转子的功能区域划分32
• 3.3.7 最佳修形方法32-36
• 3.4 油槽匹配的优化36-44
• 3.4.1 油槽的作用36-37
• 3.4.2 采用阻尼槽式卸荷槽消除困油现象37-38
• 3.4.3 进油延迟和排油预压缩38-39
• 3.4.4 高压密闭槽和平衡槽39-40
• 3.4.5 困油和气蚀仿真40-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 试验验证45-51
• 4.1 油泵性能试验台45
• 4.2 验证新齿形轮廓45-47
• 4.3 验证齿形修形方法47-48
• 4.4 验证油槽设计48-50
• 4.4.1 增加平衡槽49
• 4.4.2 重新设计油槽49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 总结与展望51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-55
• 致谢55-57
• 个人简历及发表的学术论文57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈志岳;;内啮合圆弧的泛摆线齿轮泵设计[J];长沙水电师院学报(自然科学版);1990年02期

2 关天民,李力行,单丽君;摆线轮检测中公法线长度的计算和确定[J];大连铁道学院学报;2002年01期

3 毛增光,舒正平;油泵用摆线内外转子的开发[J];粉末冶金技术;2001年05期

4 毛华永,李国祥,徐秀兰,杨滨,张济勇;摆线转子式齿轮泵的设计[J];粉末冶金技术;2003年05期

5 马生荣,刘振华;油泵内转子的外形曲线与计算机辅助设计[J];粉末冶金技术;2003年05期

6 徐安平,戴天尾,曲云霞;摆线轮齿廓修形检测与公法线长度计算[J];河北工业大学学报;1997年04期

7 马昌,高常识,韩桂华,胡海波;泵的流量脉动率对比测试[J];哈尔滨理工大学学报;1999年01期

8 侯波,栾振辉;复合式外齿轮泵流量特性的理论分析[J];华中科技大学学报;2001年12期

9 张维光,雷新叶,张旭辉,郝迎吉;圆弧摆线齿廓转子泵啮合齿轮的计算分析[J];机床与液压;2004年10期

10 叶仲和,张炜,黄清海,陈传铭;摆线转子泵小转子不根切的条件[J];机械设计与研究;2004年05期

  本文关键词：一齿差摆线齿轮泵的优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：283458