同步三并联内啮合齿轮泵的设计与研究

发布时间：2017-07-08 02:04

  本文关键词：同步三并联内啮合齿轮泵的设计与研究

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【摘要】：液压系统中，液压泵作为其中的动力核心将系统机械能转化为液压能，为系统中的执行元件提供动力，是整个液压传动与控制系统的心脏。随着现代化工业的发展，新型齿轮泵的研制与开发在液压泵的发展中也越来越重要，同步三并联内啮合齿轮泵作为一种新型结构形式，同普通齿轮泵相比具有诸多优点，本文对其进行了综合分析与研究。 在研究方法上，本文综合分析了齿轮泵的研究与发展现状，在结合现有内啮合齿轮泵、多齿轮泵以及同步齿轮泵的设计理论基础上，提出的新型同步三并联内啮合齿轮泵，主要研究内容有： (1)在介绍同步三并联内啮合齿轮泵结构特点的基础上，通过对普通内啮合齿轮泵流量特性的研究，对比分析并推导出同步三并联内啮合齿轮泵的瞬时流量计算公式，得出同步三并联内啮合齿轮泵的流量特性显著优于普通内啮合齿轮泵，同时对齿轮泵的轴向和径向间隙引起的相关泄漏流量进行了理论分析。 (2)分析研究同步三并联内啮合齿轮泵的力学特性，具体包括其所受的径向液压力以及齿轮的啮合力，分析了若不计啮合位移而引起的高低压区和过渡区的角度变化对上述力的影响的静态力学特性。 (3)以齿轮泵流量脉动最小和体积最小为双目标优化函数，通过建立相关数学模型，在相关约束条件下，利用MATLAB优化工具箱得出齿轮泵相关参数的最优解，并在最优解的条件基础下，，建立了同步三并联内啮合齿轮泵主要构件的三维优化数学模型。 (4)运用有限元分析软件ANSYS对所建立的实体模型进行模态分析，得出各个部件的固有频率远大于激励频率，不会发生共振。另外对齿轮的模态分析，为同步三并联内啮合齿轮泵系统的振动特性分析、结构动力特性的优化设计提供理论依据，对于结构的进一步优化提供了参考。
【关键词】：同步三并联内啮合齿轮泵 流量特性 力学特性 MATLAB ANSYS 模态分析
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH325
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 齿轮泵概述10-11
• 1.2 内啮合齿轮泵研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 目前内啮合齿轮泵的研究发展方向15-16
• 1.4 本论文的研究意义和研究内容16-18
• 1.4.1 研究意义16-17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第2章 同步三并联内啮合齿轮泵的结构原理与流量特性19-33
• 2.1 同步三并联内啮合齿轮泵结构原理19-20
• 2.1.1 结构特点19-20
• 2.1.2 工作原理20
• 2.2 普通内啮合齿轮泵的流量特性分析20-28
• 2.2.1 普通内啮合齿轮泵的工作原理21
• 2.2.2 内啮合齿轮泵瞬时排量和流量21-25
• 2.2.3 同步三并联内啮合齿轮泵瞬态流量分析25-28
• 2.3 同步三并联内啮合齿轮泵的泄漏流量28-32
• 2.3.1 径向间隙泄漏28-30
• 2.3.2 轴向间隙泄漏30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 同步三并联内啮合齿轮泵的力学分析33-45
• 3.1 小齿轮的受力分析33-36
• 3.1.1 小齿轮沿圆周的液压力分析33-35
• 3.1.2 小齿轮轮齿的啮合力分析35-36
• 3.2 内齿圈的受力分析36-41
• 3.2.1 内齿圈液压力分析36-39
• 3.2.2 内齿圈的轮齿啮合力分析39-41
• 3.3 密封块上的液压力分析41-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 同步三并联内啮合齿轮泵的优化建模45-60
• 4.1 MATLAB 和 Pro/ENGINEER 软件的简介45-47
• 4.1.1 MATLAB 软件的简介45-46
• 4.1.2 Pro/ENGINEER 简介46-47
• 4.2 同步三并联内啮合齿轮泵的参数优化设计47-53
• 4.2.1 确定设计变量和目标函数47-49
• 4.2.2 函数的约束条件49-52
• 4.2.3 优化过程及结果52-53
• 4.2.4 MATLAB 优化结论53
• 4.3 同步三并联内啮合齿轮泵优化后的实体建模53-59
• 4.3.1 同步三并联内啮合齿轮泵的内部结构分析53-54
• 4.3.2 齿轮泵主要构件的三维模型54-59
• 4.3.3 同步三并联内啮合齿轮泵的总装建模59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 同步三并联内啮合齿轮泵的模态分析60-78
• 5.1 齿轮模态分析方法60-61
• 5.2 齿轮泵主要构件的模态分析61-76
• 5.2.1 小齿轮的模态分析61-67
• 5.2.2 内齿圈的模态分析67-71
• 5.2.3 齿轮总体模态分析71-76
• 5.3 齿轮振动频率分析76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 结论78-81
• 一、主要研究工作及成果78-79
• 二、对后续研究展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 作者简介85
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：532613