高压外啮合斜齿轮泵特性分析与研究

发布时间：2017-08-21 07:38

  本文关键词：高压外啮合斜齿轮泵特性分析与研究

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【摘要】：液压泵是液压系统的动力源部分,将机械能转化为液压能。高压外啮合斜齿轮泵由于具有结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、对油液污染不敏感、工作可靠、寿命长、成本低、维护方便、流量脉动和噪声小的特点,是理想的液压系统动力元件。 本文以英国戴维布朗液压系统有限公司的QS型泵为研究对象,对其各部件工作原理进行说明,以及对斜齿轮泵的特性进行分析,希望对进口泵的国产化有所贡献。 首先,本文基于齿轮副的啮合原理,分析了斜齿轮齿轮副的啮合特性,并计算出了斜齿轮的相关参数。并用Ansys软件分析了斜齿轮啮合时的应力状态。 其次,分析了斜齿齿轮泵圆周液体压力产生的径向力的变化规律,仿真QS型齿轮泵的圆周液体压力产生的径向力与低压腔包角的变化；仿真了由齿轮啮合产生径向力的变化规律；得到了斜齿轮泵的总径向力公式和了解了总径向力的变化规律,提出了减小径向力的方法。并对从动轮轴的强度和刚度及轮齿的弯曲强度进行了校核计算。 另外,分析了斜齿轮泵的困油现象,推导出其平稳运行的条件。在保证斜齿齿轮平稳啮合和高低压腔不串通的前提下,推导出了为减轻困油现象,斜齿齿轮泵几何参数之间需要满足的关系表达式。 此外,对斜齿轮泵的内部泄漏进行数学建模并计算出最佳间隙值。 最后,对外啮合斜齿轮泵建立三维模型,并仿真了外啮合斜齿轮泵所受的动态啮合力。
【关键词】：高压外啮合斜齿轮泵 径向力 困油现象 间隙泄漏 动态啮合力
【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】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 插图索引9-11
• 附表索引11-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 液压泵概述12-13
• 1.2 齿轮泵的分类13-16
• 1.2.1 按齿轮的啮合形式分14-15
• 1.2.2 按齿形曲线分15
• 1.2.3 按齿面形式分15
• 1.2.4 按啮合齿轮的个数分15
• 1.2.5 按级数分15-16
• 1.2.6 按齿轮泵工作压力高低分16
• 1.3 齿轮泵的研究现状16-19
• 1.3.1 齿轮泵的国内外研究现状16-17
• 1.3.2 齿轮泵的研究热点17-18
• 1.3.3 外啮合斜齿齿轮泵的研究热点18-19
• 1.4 齿轮泵的发展趋势19-20
• 1.5 本课题的研究内容20-21
• 第2章 外啮合斜齿齿轮泵的工作原理及结构21-32
• 2.1 外啮合齿轮泵的分类21-23
• 2.2 外啮合斜齿齿轮泵的性能特点23
• 2.3 外啮合斜齿轮泵的工作原理23-24
• 2.4 外啮合斜齿齿轮泵的结构分析24-31
• 2.4.1 泵体24-26
• 2.4.2 泵盖26-27
• 2.4.3 两斜齿轮及其齿轮轴27-28
• 2.4.4 浮动侧板28-30
• 2.4.5 连接法兰30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 高压外啮合斜齿轮泵特性分析32-56
• 3.1 斜齿齿轮的几何参数及啮合过程32-34
• 3.2 齿轮啮合过程的接触应力有限元分析34-38
• 3.2.1 定义齿轮的材料属性及划分网格34-35
• 3.2.2 添加约束条件和施加载荷35-36
• 3.2.3 计算结果分析36-38
• 3.3 斜齿轮参数对外啮合斜齿齿轮泵振动和噪音的影响38-40
• 3.3.1 液压泵产生噪音的原因38-39
• 3.3.2 影响齿轮振动和噪声的因素39
• 3.3.3 降低齿轮泵噪声的措施39-40
• 3.4 径向力40-45
• 3.4.1 沿齿轮圆周液压力所产生的径向力F_p及仿真40-41
• 3.4.2 斜齿轮啮合产生的径向力F_t及仿真41-43
• 3.4.3 径向力的合力及仿真43-45
• 3.4.4 减小径向力的措施45
• 3.5 外啮合斜齿轮泵从动轮轴的计算45-49
• 3.5.1 外啮合斜齿轮泵从动齿轮轴强度校核46-47
• 3.5.2 外啮合斜齿轮泵从动齿轮轴刚度校核47-49
• 3.6 外啮合斜齿轮泵轮齿弯曲强度校核计算49-50
• 3.7 轴向力50-51
• 3.7.1 主动斜齿轮轴上的轴向力51
• 3.7.2 从动斜齿轮轴上的轴向力51
• 3.8 斜齿齿轮泵困油特性分析51-55
• 3.8.1 斜齿轮轮泵平稳运行的条件51-53
• 3.8.2 传统的消除方法及其不足53-54
• 3.8.3 斜齿齿轮泵困油的解决办法54-55
• 3.9 本章小结55-56
• 第4章 外啮合斜齿轮泵内部泄漏流量和最佳间隙数学建模56-61
• 4.1 外啮合斜齿轮泵内部泄漏流量数学建模56-58
• 4.1.1 外啮合斜齿轮泵内部泄漏途径56
• 4.1.2 径向间隙泄漏流量△Q_δ56-57
• 4.1.3 齿面接触处(啮合点)泄漏57
• 4.1.4 液体压缩时的弹性损失△Q_t57-58
• 4.2 齿顶与液体的粘性摩擦损失△N_(hδ)58-59
• 4.3 外啮合斜齿轮泵最佳径向间隙的确定59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第5章 外啮合斜齿轮泵三维建模与动态啮合力仿真61-66
• 5.1 外啮合斜齿齿轮泵建模61-62
• 5.2 基于ADAMS的斜齿轮泵动力学分析62-64
• 5.2.1 机械系统动力学仿真软件ADAMS62-63
• 5.2.2 仿真参数设置63-64
• 5.2.3 施加约束条件64
• 5.3 仿真结果分析64-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录71

【参考文献】

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本文编号：711658