基于FLUENT的外啮合齿轮泵内部流场的仿真与分析

发布时间：2017-06-07 01:07

  本文关键词：基于FLUENT的外啮合齿轮泵内部流场的仿真与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮泵作为液压传动与控制技术中重要的液压元件之一,被广泛的应用于实际工程当中。齿轮泵的优点很多,比如：结构简单、自吸性能好、工作可靠、对油液的污染不敏感等,但也存在着缺点：比如径向力大、内泄漏较大和因困油现象引起的振动、噪声等问题。本文采用流体动力学软件FLUENT,并结合其动网格技术,对外啮合齿轮泵的内部流场进行了瞬态仿真计算,得出了困油压力、瞬时流量的计算数值,并对其进行了理论对比分析,为齿轮泵的优化设计提供了相应的数值计算方法。 主要内容如下： 第1章,阐述了本课题研究的背景和意义；概述了齿轮泵国内外研究现状与发展趋势；概括了论文的主要研究内容。 第2章,介绍了齿轮泵内部流场三大基本控制方程；分析介绍了湍流模型的基本原理；分析了齿轮泵三个性能指标。 第3章,针对某型外啮合齿轮泵实际模型,基于三维设计和流体动力学软件FLUE-NT的动网格技术,对高速旋转过程中齿轮泵二维内部流场进行了瞬态仿真计算,求解出一个啮合周期内的困油压力值和旋转过程中齿轮泵的内部流场,通过对流场内压力分布和变化过程的分析,获得了困油压力的变化规律,以及对齿轮泵正常工作的影响；通过调整齿轮中心距来改变齿侧间隙,获得了不同齿侧间隙下齿轮泵困油压力变化曲线;通过建立三维齿轮泵内部流场模型,对开设卸荷槽与未开设卸荷槽的齿轮泵困油压力变化进行了对比分析,获得了卸荷槽结构对泵内部压力场变化规律以及困油现象的影响。 第4章,仍然采用FLUENT动网格模型,对齿轮泵的瞬时流量进行了瞬态仿真计算,得到正常工作下的进出口瞬时流量数值,并与理论平均流量进行了对比；分别对不同径向间隙、出口压力、转速和粘度下的瞬时流量进行了对比分析；通过对瞬态仿真结果以及齿轮泵内部流场的分析,对齿轮泵的径向间隙泄漏和齿面接触处(啮合点)的泄漏进行了详细的阐述和分析,并提出了一些改善内泄漏现象的措施。 最后,对本论文的研究成果进行了概括总结,并对进一步的研究工作进行了展望。
【关键词】：外啮合齿轮泵 瞬态仿真 困油现象 瞬时流量 内泄漏
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景和意义10-13
• 1.1.1 齿轮泵在工程中的应用10
• 1.1.2 齿轮泵的发展10-11
• 1.1.3 外啮合齿轮泵的工作原理与特点11-13
• 1.2 齿轮泵国内外研究现状与发展趋势13-15
• 1.3 论文主要内容15-16
• 第2章 齿轮泵内部流场仿真理论分析基础16-24
• 2.1 流体流动基本特性16-17
• 2.2 流体动力学基础17-18
• 2.3 湍流模型18-19
• 2.4 外啮合齿轮泵的性能指标19-23
• 2.4.1 齿轮泵的压力脉动与流量脉动19-21
• 2.4.2 齿轮泵的泄漏与容积效率21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 外啮合齿轮泵困油压力的瞬态仿真计算24-35
• 3.1 动网格计算模型概述24-25
• 3.2 外啮合齿轮泵困油压力的瞬态仿真计算25-30
• 3.2.1 齿轮泵困油现象的分析25-26
• 3.2.2 齿轮泵内部流场的瞬态计算与解析26-28
• 3.2.3 齿轮泵瞬态压力场计算结果与分析28-29
• 3.2.4 不同侧隙下困油压力的仿真计算29-30
• 3.3 三维带卸荷槽齿轮泵困油压力的瞬态仿真计算30-33
• 3.3.1 外啮合齿轮泵卸荷槽的开设方法30-31
• 3.3.2 齿轮泵内部流场三维计算结果与分析31-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第4章 外啮合齿轮泵瞬时流量的分析计算35-51
• 4.1 外啮合齿轮泵瞬时流量的瞬态仿真计算35-42
• 4.1.1 齿轮泵瞬时流量的分析35-36
• 4.1.2 齿轮泵瞬时流量理论计算方法36-41
• 4.1.3 齿轮泵瞬时内部流场计算与解析41-42
• 4.2 影响外啮合齿轮泵瞬时流量的因素分析42-46
• 4.2.1 不同径向间隙下瞬时流量计算值43
• 4.2.2 不同出口压力下瞬时流量计算值43-44
• 4.2.3 不同转速下瞬时流量计算值44-46
• 4.2.4 否同粘度下瞬时流量计算值46
• 4.3 外啮合齿轮泵内泄漏现象的解析与改善措施46-50
• 4.3.1 齿轮泵内泄漏现象的原因分析46-49
• 4.3.2 齿轮泵内泄漏现象的改善措施49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 总结与展望51-53
• 1 总结51-52
• 2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周毅钧;栾振辉;;无啮合力齿轮泵原理及其齿轮参数化设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年05期

2 李玉龙;;齿轮泵困油及困油模型的研究进展[J];成都大学学报(自然科学版);2011年02期

3 张怀洲;外啮合齿轮泵流量品质分析[J];重庆工业高等专科学校学报;2002年01期

4 赵亮,王东屏,任喜岩;斜齿齿轮泵流量脉动特性分析[J];大连铁道学院学报;2001年04期

5 陈洪月;毛君;张瑜;;基于双模齿轮的大排量齿轮泵的流场可视化仿真研究[J];工程设计学报;2012年03期

6 范明豪,杨华勇,许贤良,栾振辉;复合齿轮泵流量特性及计算机仿真[J];机床与液压;2000年06期

7 邹e，

本文编号：427870