擺線式內(nèi)嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)含SW三維及8張CAD圖.zip

擺線式內(nèi)嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)含SW三維及8張CAD圖.zip,擺線,嚙合,齒輪泵,設(shè)計(jì),SW,三維,CAD 擺線式內(nèi)嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì) 摘要 內(nèi)嚙合擺線泵及各種擺線類齒輪泵的進(jìn)一步研究是當(dāng)前齒輪泵技術(shù)發(fā)展的一個重要課題。對擺線泵的嚙合特性流量特性、運(yùn)動特性以及泵的容積效率、機(jī)械效率等基本特性的研究是提高擺線泵質(zhì)量的關(guān)鍵所在。本文的基本分析內(nèi)容如下：在本第一章節(jié)中，重點(diǎn)分析了本文研究的齒輪泵設(shè)備所處的大背景，并分析了本文研究的意義，對西方發(fā)達(dá)國家以及我們中國在齒輪泵的研究上的基本情況進(jìn)行了分析，并也看出了其中的差距，有待于我們后續(xù)的發(fā)展中獲取更大的進(jìn)步，此外分析了擺線類型的齒輪泵設(shè)備在以后的一段時間內(nèi)的基本發(fā)展趨勢，比如有提高泵的壓力載荷，有效的實(shí)現(xiàn)低流量的脈動形式，有效的降低泵的作業(yè)噪音，整體提高泵設(shè)備的基本排量，并對排量的參數(shù)實(shí)現(xiàn)可變轉(zhuǎn)換等等。第二章節(jié)的主要任務(wù)在于對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備的基本組成進(jìn)行了分析，并結(jié)合圖紙闡述了擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在工作中的基本作業(yè)原理，分析了擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在日常的工作中的相關(guān)作業(yè)性能的影響因素，如有各種參數(shù)對排量大小、作業(yè)效率大小、轉(zhuǎn)動速度大小、容積效率大小等等。第三章節(jié)的基本任務(wù)在于對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備相關(guān)基本參數(shù)進(jìn)行有效的計(jì)算分析，比如分析了內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件和外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件的齒數(shù)數(shù)目，確定了其基本的中心距大小，闡述分析了其中的創(chuàng)成系數(shù)以及弧徑系數(shù)，對轉(zhuǎn)子的基本參數(shù)進(jìn)行了分析；第四章節(jié)的主要任務(wù)是對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備的模型進(jìn)行建立，首先重點(diǎn)分析了本文的建模軟件SOLIDWORKS的基本背景進(jìn)行了闡述，對其基本的建模途徑及方法進(jìn)行了簡單的介紹。重點(diǎn)在于建立了墊板結(jié)構(gòu)部件、襯套結(jié)構(gòu)部件、主軸結(jié)構(gòu)部件、內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件、泵體結(jié)構(gòu)部件、泵蓋結(jié)構(gòu)部件等零件，并對其進(jìn)行裝配形成了內(nèi)嚙合擺線齒輪泵的整機(jī)模型。第五章節(jié)的重點(diǎn)在于擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在日常的基本使用過程中需要注意的細(xì)節(jié)以及問題點(diǎn)，并對日常的基本維護(hù)以及保養(yǎng)進(jìn)行了簡單的闡述。 關(guān)鍵字：擺線、內(nèi)嚙合、齒輪泵 - 2 - Abstract The further research on the internal meshing cycloid pump and various cycloid gear pumps is an important issue in the development of the gear pump technology. The key to improve the quality of cycloidal pump is to study the meshing characteristics, flow characteristics, motion characteristics, volumetric efficiency and mechanical efficiency of cycloidal pumps. Analysis of the basic contents of this paper are as follows: in the first chapter, analyzes the background of the gear pump equipment is studied in this paper are, and analyzes the significance of this study, the western developed countries and our China in research on the basic situation of gear pump are analyzed, and also see the gap. We need to be further development to obtain greater progress, in addition to the basic development trend of gear pump type equipment cycloid after a period of time in the analysis, such as increasing the pressure load of the pump, the effective implementation of low flow pulse form, effectively reduce the operation noise of the pump, improve basic displacement the pump, and the displacement of the variable parameters on the conversion and so on. The main task of the second chapter is the basic form of the composition of the cycloidal internal gear pump structure of the equipment are analyzed, and expounds the basic operation principle combined with the drawings in the form of cycloid gear pump structure of the equipment in the work, analyzes the factors that influence the work performance of cycloid gear pump form the structure of the equipment in daily in the work, such as a variety of parameters on the displacement efficiency, size size, rotation speed, size of the volume efficiency of size etc.. The basic task of the third chapter is the internal gear pump structure equipment basic parameters of cycloid is analyzed the effective calculation, such as analysis of the number of teeth of inner rotor and outer rotor structure parts of structural components, determine the distance of its basic center, on analyzing the generative coefficient and arc path coefficient and the basic parameters of the rotor are analyzed; the main task of the fourth chapter is on the form of the cycloid gear pump structure device model was established, firstly analyzes the basic background of the modeling software SOLIDWORKS is discussed and the basic modeling approaches and methods are introduced. The key point is to set up the parts of the backing plate, the bushing, the main shaft, the inner rotor, the pump and the pump and so on. The fifth chapter focuses on the details and points of attention in the basic operation process of the internal gear pump structure and equipment in the cycloidal form, and describes the basic maintenance and maintenance in daily life. Keywords: Cycloid, internal meshing, gear pump 目 錄 摘要 - 2 - Abstract - 3 - 第一章 緒論 - 8 - 1.1 課題研究背景 - 8 - 1.2齒輪泵的國內(nèi)外研究分析 - 8 - 1.2.1 擺線齒輪泵國外研究現(xiàn)狀 - 8 - 1.2.2 擺線齒輪泵國內(nèi)研究現(xiàn)狀 - 9 - 1.3 擺線齒輪泵的發(fā)展趨勢 - 9 - 1.4本章小結(jié) - 10 - 第二章 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵整體設(shè)計(jì)分析 - 11 - 2.1 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)分析 - 11 - 2.2 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵工作原理分析 - 12 - 2.3擺線齒輪泵性能的影響參數(shù)分析 - 13 - 2.3.1影響排量的泵齒輪參數(shù)分析 - 13 - 2.3.2齒輪參數(shù)對內(nèi)嚙合齒輪泵效率的影響 - 13 - 2.3.3偏心距、齒厚和轉(zhuǎn)速的影響 - 13 - 2.3.4油腔的形狀對容積效率的影響 - 14 - 2.4本章小結(jié) - 14 - 第三章 關(guān)鍵部件及參數(shù)的計(jì)算分析 - 15 - 3.1 齒數(shù)的分析確定 - 15 - 3.2 中心距a - 15 - 3.3創(chuàng)成系數(shù) k - 15 - 3.4弧徑系數(shù) h - 16 - 3.5 齒輪幾何尺寸分析 - 16 - 3.5.1 傳動比分析 - 16 - 3.5.2 節(jié)圓半徑 - 17 - 3.5.3齒根圓及齒頂圓半徑 - 17 - 3.5.4 齒全高 - 17 - 3.5.5外轉(zhuǎn)子齒根過渡圓角半徑 - 17 - 3.6 本章小結(jié) - 18 - 第四章 擺線齒輪泵的模型建立 - 19 - 4.1SOLIDWORKS軟件介紹 - 19 - 4.1.1 SOLIDWORKS背景 - 19 - 4.1.2 SOLIDWORKS軟件建模途徑 - 21 - 4.2 齒輪泵的三維模型的建立 - 22 - 4.2.1 墊板結(jié)構(gòu)部件 - 22 - 4.2.2 襯套結(jié)構(gòu)部件 - 23 - 4.2.3外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件 - 23 - 4.2.4主軸結(jié)構(gòu)部件 - 24 - 4.2.5內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件 - 24 - 4.2.6 泵體結(jié)構(gòu)部件 - 25 - 4.2.7 泵蓋結(jié)構(gòu)部件 - 25 - 4.2.8 整機(jī)模型 - 26 - 4.3 本章小結(jié) - 26 - 第五章 齒輪泵的使用和保養(yǎng) - 27 - 5.1 齒輪泵的基本使用 - 27 - 5.2 本章小結(jié) - 28 - 結(jié) 論 - 29 - 致 謝 - 31 - 參考文獻(xiàn) - 32 - 第一章 緒論 1.1 課題研究背景 內(nèi)嚙合擺線齒輪粟的體積比較小，結(jié)構(gòu)相對緊湊，工作運(yùn)轉(zhuǎn)中比較平穩(wěn)，不容易產(chǎn)生氣泡，而且容積效率和排量都比較高，正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)噴合擺線齒輪栗在化工、紡織、機(jī)械等行業(yè)中被廣泛地使用⑴。在如今的市場上主要存在著單齒差擺線齒輪栗和多齒差擺線齒輪粟這兩種類型，盡管單齒差擺線粟在很久以前就幵始應(yīng)用了，但是因?yàn)樗陨韽?fù)雜的齒廓曲線導(dǎo)致了加工制造上的困難，所以不可以得到進(jìn)一步廣泛的應(yīng)用。 自動變速器中油泵的性能直接影響著液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而自動變速器工作的噪聲和振動和其自身的液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性密切相關(guān)的，所以，油菜參數(shù)選擇的不合適會使得液壓系統(tǒng)產(chǎn)生流量脈動，最終導(dǎo)致自動變速器產(chǎn)生過大的振動和噪聲。所以，在對油粟的設(shè)計(jì)過程中，一定要深入研究探討油粟的參數(shù)，使得油栗單位體積的排量最大，并且要深入考慮如何降低流量脈動。再進(jìn)一步說，使得油粟單位體積的排量最大即可降低油栗的體積，然后可以降低變速器的質(zhì)量，對整車的輕量化有著不可估量的重要意義。 1.2齒輪泵的國內(nèi)外研究分析 1.2.1 擺線齒輪泵國外研究現(xiàn)狀 一齒差擺線齒輪泵（即普通擺線齒輪泵）設(shè)計(jì)和應(yīng)用較早，一般有關(guān)齒輪泵的文獻(xiàn)中經(jīng)常提到，但由于其設(shè)計(jì)制造復(fù)雜，一直在齒輪泵中處于次要地位。國外近幾年有文獻(xiàn)對普通擺線齒輪泵進(jìn)行研究，文獻(xiàn)[38]基于微分幾何中的包絡(luò)理論，研究了擺線泵齒廓包絡(luò)形成法、包絡(luò)線奇異點(diǎn)的產(chǎn)生條件和避免齒廓出現(xiàn)奇異點(diǎn)的條件；文獻(xiàn)[40]針對應(yīng)用于齒輪泵和羅茨風(fēng)機(jī)上的擺線嚙合研究了擺線嚙合和螺旋轉(zhuǎn)子的產(chǎn)生方法及其幾何學(xué)，討論了齒廓曲線和曲面出現(xiàn)奇異的條件；文獻(xiàn)[52]提出了擺線齒廓幾何修正方法，討論了中心距不重合誤差和安裝誤差對擺線齒輪嚙誤差的影響。該法能保證在每一時刻僅有一對齒廓相互嚙合，可以避免齒廓產(chǎn)生干涉和減輕齒廓的磨損中，但其計(jì)算方法非常復(fù)雜；其它文獻(xiàn)[39-46,59-62]從不同側(cè)面應(yīng)用齒輪嚙合原理和微分幾何理論對曲線及其包絡(luò)線的形成進(jìn)行了研究。對此作出較大貢獻(xiàn)的是著名學(xué)者F.L.Litvine及其所在的伊利諾伊大學(xué)的齒輪研究實(shí)驗(yàn)室的同事們。國外學(xué)者的研究主要集中在齒廓嚙合理論方面，而對實(shí)際應(yīng)用問題的研究尚未見相關(guān)文獻(xiàn)。 1.2.2 擺線齒輪泵國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)文獻(xiàn)對擺線齒輪泵的研究主要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參數(shù)選擇方面。毛華永[36,53]對擺線泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面問題進(jìn)行了研究；卞學(xué)良[5]提出了擺線泵和擺線馬達(dá)齒形參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。但其僅對某一特定的擺線嚙合參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，所建立的數(shù)學(xué)模型不具有通用性。上述研究都是針對具體的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行的，且都缺乏深度。對擺線泵嚙合的運(yùn)動分析、泵的流量特性等方面的研究目前還末見相應(yīng)文獻(xiàn)。實(shí)際計(jì)算中多應(yīng)用近似公式進(jìn)行計(jì)算。 國外生產(chǎn)擺線齒輪泵的水平較高，從我國的進(jìn)口設(shè)備中所用泵的情況就可說明這一點(diǎn)。我國生產(chǎn)一齒差擺線泵的廠家較多，但產(chǎn)量都比較少。主要原因是擺線輪的加工制造成本較高，生產(chǎn)效率還較低，致使產(chǎn)品價格較高，影響了該泵的使用。而生產(chǎn)多齒差擺線泵的廠家較少，大部分生產(chǎn)企業(yè)是合資企業(yè)或外資企業(yè)，如日本住友等，屬于技術(shù)引進(jìn)。有些企業(yè)為滿足進(jìn)口設(shè)備的維修需要而進(jìn)行測繪仿制。因此，我國在擺線泵的研究水平和制造技術(shù)落后于國外。 1.3 擺線齒輪泵的發(fā)展趨勢 一、高壓化 高壓化是系統(tǒng)所要求的,也是齒輪泵與柱塞泵、葉片泵競爭所必須解決的卿題。齒輪泵的高壓化工作己取得較大進(jìn)展,但因受其本身結(jié)構(gòu)的限制,要想進(jìn)步提高工作壓力是很困難的,必須研制出新結(jié)構(gòu)的齒輪泵。這方面,多齒輪泵將有很大優(yōu)勢。 二、低流量脈動 流量脈動將引起壓力脈動,從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲,這是與現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求不符的。降低流量脈動的方法,除了前面所介紹的措施外,采用內(nèi)嚙合齒輪泵、復(fù)合齒輪泵、多齒輪泵將是一種趨勢。 三、低噪聲 人們對環(huán)保意識的提高,也因此對齒輪泵的低噪音提出了很高的要求。而多齒輪泵在這方面也比普通齒輪泵有明顯的優(yōu)勢。 四、大排量 對于一些要求快速運(yùn)動的系統(tǒng)來說,大排量是必需的。但普通齒輪泵排量的提高受到很多因素的限制。這方面,平衡式復(fù)合齒輪泵具有顯著優(yōu)勢,如臺三惰輪復(fù)合齒輪泵的排量相當(dāng)于臺單泵的排量。 五、可變排量 齒輪泵的排量不可調(diào)節(jié),限制了其使用范圍。為了改變齒輪泵的排量,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作,并取得了很多研究成果。有關(guān)齒輪泵變排量方面的專利己有很多,但真正能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的很少。 1.4本章小結(jié) 在本次章節(jié)中，重點(diǎn)分析了本文研究的齒輪泵設(shè)備所處的大背景，并分析了本文研究的意義，對西方發(fā)達(dá)國家以及我們中國在齒輪泵的研究上的基本情況進(jìn)行了分析，并也看出了其中的差距，有待于我們后續(xù)的發(fā)展中獲取更大的進(jìn)步，此外分析了擺線類型的齒輪泵設(shè)備在以后的一段時間內(nèi)的基本發(fā)展趨勢，比如有提高泵的壓力載荷，有效的實(shí)現(xiàn)低流量的脈動形式，有效的降低泵的作業(yè)噪音，整體提高泵設(shè)備的基本排量，并對排量的參數(shù)實(shí)現(xiàn)可變轉(zhuǎn)換等等。 - 27 - 第二章 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵整體設(shè)計(jì)分析 2.1 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)分析 擺線內(nèi)嚙合齒輪泵簡稱擺線泵(也叫擺線轉(zhuǎn)子泵)，它與漸開線外嚙合齒輪泵相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、零件少、噪聲低、流量脈動小、自吸性能好、適應(yīng)于調(diào)整高速等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)內(nèi)嚙合漸開線齒輪泵相比，又具有排量大，結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。由于擺線泵的齒廓曲線比漸開線齒輪的曲線方程復(fù)雜，加工工藝復(fù)雜，制造成本較高，因而使設(shè)計(jì)制造和應(yīng)用帶來了許多不便，限制了擺線泵的應(yīng)用和發(fā)展。 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵，它是由配油盤(前、后蓋)、外轉(zhuǎn)子(從動輪)和偏心安置在泵體內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(主動輪)等組成。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子相差一齒,圖中內(nèi)轉(zhuǎn)子為六齒,外轉(zhuǎn)子為七齒,由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子是多齒嚙合,這就形成了若干密封容積。 圖2.1 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)組成 2.2 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵工作原理分析 當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子圍繞中心O1旋轉(zhuǎn)時,帶動外轉(zhuǎn)子繞外轉(zhuǎn)子中心O2作同向旋轉(zhuǎn)。這 時,由內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂A1和外轉(zhuǎn)子齒谷A2間形成的密封容積C(圖中陰線部分),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動密封容積就逐漸擴(kuò)大,于是就形成局部真空,油液從配油窗口b被 吸入密封腔,至A1′、A2′位置時封閉容積最大,這時吸油完畢。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,充滿油液的密封容積便逐漸減小,油液受擠壓,于是通過另一配油窗口a 將油排出,至內(nèi)轉(zhuǎn)子的另一齒全部和外轉(zhuǎn)子的齒凹A2全部嚙合時,壓油完畢,內(nèi)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,由內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂和外轉(zhuǎn)子齒谷所構(gòu)成的每個密封容積,完成吸、壓油 各一次,當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動時,即完成了液壓泵的吸排油工作。 　內(nèi)嚙合擺線齒輪泵 的外轉(zhuǎn)子齒形是圓弧,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形為短幅外擺線的等距線,故又稱為內(nèi)嚙合擺線齒輪泵,也叫轉(zhuǎn)子泵。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵的作業(yè)原理簡圖如下圖2.2所示： 圖2.2 內(nèi)嚙合擺線齒輪泵的作業(yè)原理簡圖 2.3擺線齒輪泵性能的影響參數(shù)分析 2.3.1影響排量的泵齒輪參數(shù)分析 1、齒數(shù)：排量 V 與齒數(shù) z 成正比。齒數(shù)多，排量大，但齒數(shù)太多，泵的體積增大。如保持體積不變，z 增大時，排量 V 減小。齒數(shù)一般取 z=5～10 為宜。 2、模數(shù)：排量 V 與模數(shù) m 的平方成正比。模數(shù)大，則排量大。因此，若要增加排量，增大模數(shù)比增大齒數(shù)要好。 3、齒頂高系數(shù)：內(nèi)嚙合齒輪泵的排量與這對齒輪的有效工作齒高有關(guān)。通過合理設(shè)計(jì)齒頂高系數(shù)來增大有效工作齒高，會增大排量 V。 4、變位系數(shù)：齒輪采用變位以后，以小齒輪為例： ha1=（ha1*+x1+△y） m，hf1=（hf1*+c*-x1） m 齒頂高、齒根高的計(jì)算公式都發(fā)生了改變，從而齒頂圓直徑、齒根圓直徑有所改變。選擇合理的變位系數(shù)，可以增大齒輪泵的排量。 5、齒輪寬度 B 對排量的影響：泵齒輪寬度越大，排量越大。 2.3.2齒輪參數(shù)對內(nèi)嚙合齒輪泵效率的影響 齒輪泵的內(nèi)泄漏直接決定了齒輪泵的容積效率。外轉(zhuǎn)子的外圓與泵體（偏心套）的配合間隙大約在 0.03~0.25mm 之間，對于直徑大、轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)子寬度大的泵取大值，反之取小值。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子徑向齒頂嚙合間隙為 0.02~0.15mm，對油液粘度低、壓力高、低轉(zhuǎn)速的泵應(yīng)選較小值。 2.3.3偏心距、齒厚和轉(zhuǎn)速的影響 偏心距 a 決定了泵的流量和結(jié)構(gòu)尺寸的大小，其選擇必須與轉(zhuǎn)速 n 和齒厚 B 一起考慮，以求好的折中。經(jīng)驗(yàn)表明：在選擇 a、B、n 時，只有泵的流量特性保持線性關(guān)系的范圍才是合適的。a 與 n 決定了齒間液體離心增壓作用的大小，偏心距設(shè)計(jì)過大時，應(yīng)適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，反之亦然。轉(zhuǎn)速降低可使泵高空性能提高，由于齒腔軸向進(jìn)油，使轉(zhuǎn)子厚度的增加來不及受到充油的限制，這在進(jìn)口壓力較低時，尤為敏感。因此在相同轉(zhuǎn)速下，薄轉(zhuǎn)子的流量特性與高空性能要好些。 2.3.4油腔的形狀對容積效率的影響 進(jìn)、排油腔窗口通常呈月牙狀布置在泵蓋上，油腔的形狀是否合理對容積效率有影響。一般月牙狀油腔的內(nèi)緣是以內(nèi)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心為中心，以內(nèi)轉(zhuǎn)子的短半徑（齒根圓半徑）為半徑的圓?。欢卵罓钣颓坏耐饩墑t是以外轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心為中心，以外轉(zhuǎn)子的限制圓（齒根圓）半徑為半徑的圓弧。對于雙向擺線泵的設(shè)計(jì)要求，可知一般月牙狀油腔并不適合，在此建議進(jìn)行改進(jìn)，使泵正、反方向旋轉(zhuǎn)時具有相同的進(jìn)、排油性能，即：進(jìn)、排油腔的內(nèi)、外緣均為以內(nèi)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓弧。 2.4本章小結(jié) 第二章節(jié)的主要任務(wù)在于對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備的基本組成進(jìn)行了分析，并結(jié)合圖紙闡述了擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在工作中的基本作業(yè)原理，分析了擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在日常的工作中的相關(guān)作業(yè)性能的影響因素，如有各種參數(shù)對排量大小、作業(yè)效率大小、轉(zhuǎn)動速度大小、容積效率大小等等。 第三章 關(guān)鍵部件及參數(shù)的計(jì)算分析 3.1 齒數(shù)的分析確定 擺線轉(zhuǎn)子泵中，內(nèi)外轉(zhuǎn)子的齒數(shù)差為 1，且一般z1的取值較小。齒數(shù)少時，單位體積的排量較大，但流量脈動也同時增大，引起大的壓力脈動。增大齒數(shù)可減小泵的流量脈沖和壓力脈動，但會使泵的體積增大，使整個泵的外形尺寸增大。實(shí)際應(yīng)用中通常取z1＝3～8，流量脈動要求小時,z取大值，反之則z取小值： 在本文的研究中我們?nèi)?，? 3.2 中心距a 中心距是指相嚙合的兩齒輪的回轉(zhuǎn)中心之間的距離，當(dāng)兩輪齒數(shù)確定后，中心距的大小決定著齒輪節(jié)圓半徑的大小，也決定著泵的排量及泵的外形尺寸的大小。中心距的大小應(yīng)根據(jù)排量來選擇。為了設(shè)計(jì)制造方便，取中心距為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列，可參照齒輪模數(shù)的值來選取,即取 a=1,1.25.1.5,2…。 3.3創(chuàng)成系數(shù) k 在擺線針輪傳動中，常用短幅系數(shù)作為基本參數(shù)，短幅系數(shù) K 為形成短幅外擺線的滾圓半徑與滾圓中心至定點(diǎn) C 距離的比值。在擺線轉(zhuǎn)子泵中，即為外轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑與外轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)中心至其齒廓圓弧中心之間距離的比值，即： 式中 －外轉(zhuǎn)子的節(jié)圓半徑(mm)； L －外轉(zhuǎn)子中心至其齒廓圓弧中心的距離，也稱為創(chuàng)成圓半徑(mm)； 為了計(jì)算方便，取 ，稱為創(chuàng)成系數(shù)；則創(chuàng)成圓半徑: 創(chuàng)成系數(shù) k 的取值一般為 1.1～1.7,齒數(shù)多時取小值，齒數(shù)少時取大值。其值可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方法求得。 3.4弧徑系數(shù) h 當(dāng) L 確定后，外轉(zhuǎn)子的齒廓圓弧半徑 R 的取值直接影響圓弧齒的齒厚和齒間尺寸的大小。圓弧半徑 R 過大，會使擺線齒廓產(chǎn)生失真或頂切，R 的取值要根據(jù)短幅擺線的曲率半徑的大小來選擇。在設(shè)計(jì)擺線泵時，令： h —齒形圓半徑系數(shù)，簡稱弧徑系數(shù)； 當(dāng)選擇了 h 以后，外轉(zhuǎn)子的齒形圓半徑 弧徑系數(shù) h 要以能保證短幅外擺線不出現(xiàn)頂切的條件來確定，一般取值 h=0.2～0.95。 3.5 齒輪幾何尺寸分析 3.5.1 傳動比分析 根據(jù)傳動比的定義，圓弧擺線齒輪的傳動比為： 式中： -內(nèi)外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動基本角速度大小 —內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(rpm,r/min)； 3.5.2 節(jié)圓半徑 等傳動比傳動的擺線齒輪間的傳動相當(dāng)于兩節(jié)圓在作純滾動。因此，兩節(jié)圓半徑 與基本參數(shù)之間存在下列關(guān)系； 3.5.3齒根圓及齒頂圓半徑 擺線齒輪泵具有自身密封性，內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒頂與外轉(zhuǎn)子的齒根之間在理論上是沒齒頂間隙。可得它們的齒頂圓和齒根圓半徑為： 式中： 分別是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件的齒根圓基本直徑和齒頂圓基本直徑大小。 3.5.4 齒全高 齒全高是一個齒從齒根至齒頂間的徑向高度，若不考慮內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂與外轉(zhuǎn)子齒根間的間隙，幾何關(guān)系可得： 3.5.5外轉(zhuǎn)子齒根過渡圓角半徑 外轉(zhuǎn)子齒根圓與齒形圓弧相交處存在著一尖角，為了制造方便，可采用一圓角過渡。此圓角半徑的大小以內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂不發(fā)生干涉為限制條件，理論上確定RC的最大值較困難，可采用作圖法來確定。 另外，內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂與外轉(zhuǎn)子齒根間實(shí)際上是有嚙合間隙的，在以上關(guān)系式中沒有考慮。此間隙可通過將外轉(zhuǎn)子齒根圓半徑加大一Δ值來實(shí)現(xiàn)。此值與轉(zhuǎn)子直徑的大小和加工精度有關(guān)，大約為 0.03～0.5mm。 3.6 本章小結(jié) 第三章節(jié)的基本任務(wù)在于對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備相關(guān)基本參數(shù)進(jìn)行有效的計(jì)算分析，比如分析了內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件和外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件的齒數(shù)數(shù)目，確定了其基本的中心距大小，闡述分析了其中的創(chuàng)成系數(shù)以及弧徑系數(shù)，對轉(zhuǎn)子的基本參數(shù)進(jìn)行了分析； 第四章 擺線齒輪泵的模型建立 4.1SOLIDWORKS軟件介紹 4.1.1 SOLIDWORKS背景 本文的基本研究目的是通過國內(nèi)比較成熟的三維建模SOLIDWORKS軟件對本文的基本研究對象可比例縮放的桌面裝飾設(shè)備進(jìn)行一些列的建模分析，并以此對進(jìn)行熟知鞏固。 SOLIDWORKS企業(yè)于一九九三年的時候開立，由PTC企業(yè)的技術(shù)負(fù)責(zé)人和CV的企業(yè)的負(fù)責(zé)人共同開發(fā)成立的，其總公司處于馬薩諸州的康克爾郡里面。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SOLIDWORKS三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，SOLIDWORKS被法國達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購，作為達(dá)索中端主流市場的主打品牌。 SOLIDWORKS軟件是目前世界領(lǐng)域里面第一個以Windows系統(tǒng)作為基礎(chǔ)而開發(fā)的一個立體模型的CAD系統(tǒng)，因?yàn)樵撥浖幕緞?chuàng)新點(diǎn)符合了當(dāng)前CAD課題的基本走勢，從而該軟件在短短的兩年內(nèi)為公司創(chuàng)造了同行業(yè)里利潤最高的企業(yè)。反之，用于了比較好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的企業(yè)投放了更多了時間和財(cái)力用于軟件的升級和創(chuàng)新當(dāng)中，從而讓該軟件在短時間內(nèi)獲得了數(shù)以百計(jì)的技術(shù)革新，因而也獲得了很多的榮譽(yù)和驕傲。從一九九五年年到今天，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎。其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SOLIDWORKS最佳編輯獎，以表彰SOLIDWORKS的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SOLIDWORKS所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 因?yàn)镾OLIDWORKS軟件在市場上的優(yōu)秀表現(xiàn)，慢慢的變?yōu)榱薈AD領(lǐng)域十分重要的一個新星，同時也得到了美國華爾街的看重，終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SOLIDWORKS全資并購。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SOLIDWORKS軟件成為了世界范圍內(nèi)使用量最大的軟件之一。 1、草圖繪制 在草圖的基本繪制界面中有點(diǎn)命令、直線命令、矩形命令、圓命令等基本的圖形繪制途徑，同時也有基本的樣條曲線、文本等一類型的較為高級的圖形命令，同時在基本草繪中有各個約束命令，比如垂直、平行、角度等等一些列的約束，此外還有陣列命令、基本的實(shí)體模型轉(zhuǎn)換等命令工具，即草繪功能是基于草繪界面通過一些列的草繪命令來建立實(shí)體模型的基本投影曲線，并通過后續(xù)的拉伸等高級命令來完成模型的建模。 2、基準(zhǔn)特征-參考幾何體的創(chuàng)建 本特征的基本宗旨在于了解各個模型的基本建模特征以及一些列的參數(shù)化類型的基本理念，并且巧妙的熟知一些列的構(gòu)建基本點(diǎn)的途徑，并且巧妙的熟知一些列的構(gòu)建基準(zhǔn)軸的途徑，并且巧妙的熟知一些列的構(gòu)建坐標(biāo)系的途徑，能夠結(jié)合模型構(gòu)建的基本要求建立各種不同的參考來建立幾何模型。 3、拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 巧妙的結(jié)合拉伸的基本命令熟知其建模宗旨以及途徑；巧妙的結(jié)合旋轉(zhuǎn)的基本命令熟知其建模宗旨以及途徑；巧妙的結(jié)合放樣的基本命令熟知其建模宗旨以及途徑；巧妙的結(jié)合放樣特征的基本命令熟知其建模宗旨以及途徑；綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。 4、工程圖設(shè)計(jì) 巧妙的通過使用者的自定義模式來確定工程二維圖的基本截面方法，通過合理的選取視圖擺放來確定較為標(biāo)準(zhǔn)的三個基本視圖，剖切后視圖、打斷后的截面視圖、某個位置的局部視圖、參考視圖，并且巧妙的使用各種不同類型的視圖描述方法。 5、裝配設(shè)計(jì) 在基本的裝配設(shè)計(jì)中，我們往往采用從底部及上的安裝方法或途徑，并將裝配好后的零部件通過爆炸功能將裝配好后的零件進(jìn)行爆炸從而便于觀察，靈活的檢測裝配零部件的基本狀態(tài)以及其基本的屬性，同時一個裝配體中可以為了體線出其層級結(jié)構(gòu)，能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體，同時可以在二維的裝配圖中云運(yùn)用其基本功能標(biāo)注零件的序號一級明細(xì)欄等等。 4.1.2 SOLIDWORKS軟件建模途徑 針對組件模型，SOLIDWORKS有兩者建模方法，分別是自頂向下設(shè)計(jì)和自底向上設(shè)計(jì)。 1.自頂向下設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)方式有力而穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展了參數(shù)設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更為有效。自頂向下設(shè)計(jì)使您可以在產(chǎn)品組件的環(huán)境中創(chuàng)建零件，并在創(chuàng)建新零件特征時參照現(xiàn)有幾何。示意圖如下所示： 圖4.1 自頂向下設(shè)計(jì) 2. 自底向上設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)方法不同于傳統(tǒng)的自底向上設(shè)計(jì)方法，在自底向上設(shè)計(jì)方法中，各個元件是獨(dú)立于組件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，然后再將這些元件組合到一起來開發(fā)頂級組件。 圖4.2自底向上設(shè)計(jì) 4.2 齒輪泵的三維模型的建立 4.2.1 墊板結(jié)構(gòu)部件 圖4.3墊板結(jié)構(gòu)部件 4.2.2 襯套結(jié)構(gòu)部件 圖4.4襯套結(jié)構(gòu)部件 4.2.3外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件 圖4.5外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件 4.2.4主軸結(jié)構(gòu)部件 圖4.6主軸結(jié)構(gòu)部件 4.2.5內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件 圖4.7內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件 4.2.6 泵體結(jié)構(gòu)部件 圖4.8泵體結(jié)構(gòu)部件 4.2.7 泵蓋結(jié)構(gòu)部件 圖4.9泵蓋結(jié)構(gòu)部件 4.2.8 整機(jī)模型 圖4.10整機(jī)模型 4.3 本章小結(jié) 本章節(jié)的主要任務(wù)是對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備的模型進(jìn)行建立，首先重點(diǎn)分析了本文的建模軟件SOLIDWORKS的基本背景進(jìn)行了闡述，對其基本的建模途徑及方法進(jìn)行了簡單的介紹。重點(diǎn)在于建立了墊板結(jié)構(gòu)部件、襯套結(jié)構(gòu)部件、主軸結(jié)構(gòu)部件、內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件、泵體結(jié)構(gòu)部件、泵蓋結(jié)構(gòu)部件等零件，并對其進(jìn)行裝配形成了內(nèi)嚙合擺線齒輪泵的整機(jī)模型。 第五章 齒輪泵的使用和保養(yǎng) 5.1 齒輪泵的基本使用?? (1)如發(fā)現(xiàn)內(nèi)嚙合擺線齒輪泵有異常聲音應(yīng)立即停車檢查原因； (2)向內(nèi)嚙合擺線齒輪泵軸承體內(nèi)加入軸承潤滑機(jī)油,觀察油位應(yīng)在油標(biāo)的中心線處,潤滑油應(yīng)及時更換或補(bǔ)充； (3)擰下內(nèi)嚙合擺線齒輪泵泵體的引水螺塞,灌注引水(或引漿)； (4)關(guān)好內(nèi)嚙合擺線齒輪泵出水管路的閘閥和出口壓力表及進(jìn)口真空表； (5)點(diǎn)動內(nèi)嚙合擺線齒輪泵電機(jī),試看電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確； (6)開動內(nèi)嚙合擺線齒輪泵電機(jī),當(dāng)內(nèi)嚙合擺線齒輪泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,打開出口壓力表和進(jìn)口真空泵,視其顯示出適當(dāng)壓力后,逐漸打開閘閥,同時檢查電機(jī)負(fù)荷情況； (7)內(nèi)嚙合擺線齒輪泵長期停用,需將內(nèi)嚙合擺線齒輪泵全部拆開,擦干水分,將轉(zhuǎn)動部位及結(jié)合處涂以油脂裝好,妥善保存； (8)內(nèi)嚙合擺線齒輪泵在運(yùn)行過程中,軸承溫度不能超過環(huán)境溫度35C,最高溫度不得超過80C ； (9)檢查內(nèi)嚙合擺線齒輪泵及管路及結(jié)合處有無松動現(xiàn)象.用手轉(zhuǎn)動內(nèi)嚙合擺線齒輪泵,試看內(nèi)嚙合擺線齒輪泵是否靈； (10)內(nèi)嚙合擺線齒輪泵要停止使用時,先關(guān)閉閘閥,壓力表,然后停止電機(jī)； (11)內(nèi)嚙合擺線齒輪泵在工作第一個月內(nèi),經(jīng)100小時更換潤滑油,以后每個500小時,換油一次； (12)經(jīng)常調(diào)整內(nèi)嚙合擺線齒輪泵填料壓蓋,保證填料室內(nèi)的滴漏情況正常(以成滴漏出為宜)； (13)定期檢查內(nèi)嚙合擺線齒輪泵軸套的磨損情況,磨損較大后應(yīng)及時更換； 5.2 本章小結(jié) 本章節(jié)的重點(diǎn)在于擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在日常的基本使用過程中需要注意的細(xì)節(jié)以及問題點(diǎn)，并對日常的基本維護(hù)以及保養(yǎng)進(jìn)行了簡單的闡述。 - 29 - 結(jié) 論 通過本學(xué)期最后的畢業(yè)論文的這段時間，讓我自己能夠較好的學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)一個產(chǎn)品的基本途徑以及其基本的步驟，不僅把之前老師交給我們的知識進(jìn)行了一個很好的復(fù)習(xí)，且從中學(xué)到了很多的新的啟發(fā)，比如各種軟件的學(xué)習(xí)和熟練使用，各種資料和文獻(xiàn)的查詢等等。在基本的設(shè)計(jì)過程中也遇到了很多的困難、但通過本人的鉆研學(xué)習(xí)以及各位同學(xué)和老師所提供的幫助，從而沒有耽擱基本的設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文的基本研究內(nèi)如下： 在本第一章節(jié)中，重點(diǎn)分析了本文研究的齒輪泵設(shè)備所處的大背景，并分析了本文研究的意義，對西方發(fā)達(dá)國家以及我們中國在齒輪泵的研究上的基本情況進(jìn)行了分析，并也看出了其中的差距，有待于我們后續(xù)的發(fā)展中獲取更大的進(jìn)步，此外分析了擺線類型的齒輪泵設(shè)備在以后的一段時間內(nèi)的基本發(fā)展趨勢，比如有提高泵的壓力載荷，有效的實(shí)現(xiàn)低流量的脈動形式，有效的降低泵的作業(yè)噪音，整體提高泵設(shè)備的基本排量，并對排量的參數(shù)實(shí)現(xiàn)可變轉(zhuǎn)換等等。 第二章節(jié)的主要任務(wù)在于對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備的基本組成進(jìn)行了分析，并結(jié)合圖紙闡述了擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在工作中的基本作業(yè)原理，分析了擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在日常的工作中的相關(guān)作業(yè)性能的影響因素，如有各種參數(shù)對排量大小、作業(yè)效率大小、轉(zhuǎn)動速度大小、容積效率大小等等。 第三章節(jié)的基本任務(wù)在于對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備相關(guān)基本參數(shù)進(jìn)行有效的計(jì)算分析，比如分析了內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件和外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件的齒數(shù)數(shù)目，確定了其基本的中心距大小，闡述分析了其中的創(chuàng)成系數(shù)以及弧徑系數(shù)，對轉(zhuǎn)子的基本參數(shù)進(jìn)行了分析； 第四章節(jié)的主要任務(wù)是對擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備的模型進(jìn)行建立，首先重點(diǎn)分析了本文的建模軟件SOLIDWORKS的基本背景進(jìn)行了闡述，對其基本的建模途徑及方法進(jìn)行了簡單的介紹。重點(diǎn)在于建立了墊板結(jié)構(gòu)部件、襯套結(jié)構(gòu)部件、主軸結(jié)構(gòu)部件、內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)部件、泵體結(jié)構(gòu)部件、泵蓋結(jié)構(gòu)部件等零件，并對其進(jìn)行裝配形成了內(nèi)嚙合擺線齒輪泵的整機(jī)模型。 第五章節(jié)的重點(diǎn)在于擺線形式的內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)設(shè)備在日常的基本使用過程中需要注意的細(xì)節(jié)以及問題點(diǎn)，并對日常的基本維護(hù)以及保養(yǎng)進(jìn)行了簡單的闡述。 - 31 - 致 謝 從論文的選題到今天，論文的說明書的編寫和圖紙的繪制基本算完成了，本人心里感覺到十分的開心和釋然。在此我從心底向在論文的寫作中給我?guī)椭睦蠋熞约巴嗟耐瑢W(xué)表示由衷的感謝，在老師不厭其煩的教誨下，我才學(xué)習(xí)到了很多的知識以及書本上學(xué)不到的做事做人的道理，所以我在此特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師，您不僅在學(xué)習(xí)上、論文上給與了我無私的幫助，對我的論文給與了很多的靈感，還在生活中給了我很多的照顧。所以導(dǎo)師是我人生的啟明燈。 同時也感謝和我同窗的大學(xué)同學(xué)，我們互相幫助互相學(xué)習(xí)，不管在學(xué)習(xí)上生活上都互相關(guān)心毫無保留，這些幫助我都十分地感謝，同時我們一起度過了人生中最難忘的階段，這也將留給我最深刻的印象，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我搜索了很多文獻(xiàn)和資料，這讓我接觸到了許多新的理論和知識，同時我也對文獻(xiàn)和資料作了很多學(xué)習(xí)思考，讓我從中領(lǐng)悟和懂得了很多科學(xué)知識，讓我受益匪淺，最后我也通過自己的努力終于順利完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，我要感謝養(yǎng)育我這么多年的父母以及對我關(guān)心幫助的親人，正是有你們的關(guān)心與支持，讓我能夠有克服一切困難的勇氣，順利完成自己的學(xué)業(yè)。未來我將更加努力，不辜負(fù)你們的期望！ 參考文獻(xiàn) [1]何存興，液壓元件［M］. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982. 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