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1、目 錄1 引言12 齒輪泵的設(shè)計12.1 齒輪泵概述12.2齒輪泵設(shè)計要求12.2.1 齒輪泵工作參數(shù)要求12.2.2 齒輪幾何參數(shù)的要求32.3 齒輪泵主要部件參數(shù)的確定42.4 Solidworks建模62.4.1 齒輪建模62.4.2 箱體建模72.4.3 Solidworks建模基本原則72.4.4 裝配體初步建模與后蓋建模82.4.5 軸、短軸的建模及后蓋和箱體模型的編輯82.4.6 鍵的建模及軸及箱體模型的編輯92.4.7 連接件的選擇和螺紋生成112.4.8 密封件的選擇133 齒輪的校核154 齒輪泵的閉死容積和卸荷槽194.1 閉死容積194.2 卸荷槽195 結(jié)束語206

2、致 謝207 參考文獻(xiàn)211 引言隨著信息技術(shù)在各領(lǐng)域的迅速滲透，CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、組織模式，對推動現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造、帶動整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革、發(fā)展新技術(shù)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長都具有十分重要的作用。Solidworks是一套基于Windows的CAD/CAM/CAE桌面集成系統(tǒng)，是由美國Solidworks公司在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個機(jī)械三維CAD軟件，于1995年11月研制成功。Solidworks市場份額增長最快、技術(shù)發(fā)展最快、市場前景最好、性能價格比最優(yōu)的軟件。隨著Solidwork

3、s版本的不斷提高、性能不斷提高，Solidworks已經(jīng)能滿足一般企業(yè)的一般需求了。動畫演示形象、直觀，能表達(dá)文字或者敘述不易講解清楚的復(fù)雜產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，模擬產(chǎn)品的工作情況，達(dá)到與非專業(yè)人士交流設(shè)計思想的目的。建立運(yùn)動機(jī)構(gòu)模型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動軌跡，分析機(jī)構(gòu)中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等，并用動畫、圖形、表格等多種形式輸出結(jié)果，其分析結(jié)果可指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計或調(diào)整零件的材料。設(shè)計的更改可以反映到裝配模型中，再重新進(jìn)行分析，一旦確定優(yōu)化方案，設(shè)計更改就可直接反映到裝配模型中。此外還可以將零部件在復(fù)雜運(yùn)動情況下的復(fù)雜載荷情況直接輸出到主流有限元分析軟件中以作

4、出正確的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)分析5。2 齒輪泵的設(shè)計2.1 齒輪泵概述齒輪泵是靠相互嚙合旋轉(zhuǎn)的一對齒輪輸送液體，分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。泵工作腔由泵體、泵蓋及齒輪的各齒槽構(gòu)成。由齒的嚙合線將泵吸入腔和排出腔分開。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，齒間的液體被帶至排出腔，液體受壓排出。齒輪泵適用于輸送不含固體顆粒的液體，可作潤滑油泵、重油泵、液壓泵和輸液泵。所輸送液體的粘度范圍為,齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，維修方便82.2齒輪泵設(shè)計要求2.2.1 齒輪泵工作參數(shù)要求（1）流量外嚙合齒輪泵在沒有泄露損失的情況下，每一轉(zhuǎn)所排出的液體體積叫做泵的理論排量，以q表示。外嚙合齒輪泵，一般兩齒輪的齒數(shù)相同，所以 (1)式中： b齒寬D齒

5、頂圓直徑a齒輪中心距t基圓節(jié)距基圓柱面上的螺旋角不修正的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒輪泵的理論排量： (2) 式中：m齒輪模數(shù) z齒輪齒數(shù) 齒輪壓力角理論流量： (3)式中n泵轉(zhuǎn)速，單位 （r/min）實(shí)際流量： (4)式中泵的容積效率，一般取0.750.9，小流量泵取小值。（2）轉(zhuǎn)速齒輪泵的轉(zhuǎn)速不宜過高，由于離心力的作用，轉(zhuǎn)速高液體不能充滿整個齒間，以至流量減小并引起氣蝕，增大噪聲和磨損，對高粘性液體的輸送影響更大，轉(zhuǎn)速可按表1選取。（3）效率 (5)表1 流體粘度與齒頂圓線速度液體粘度124576152300520760線速度543.732.21.61.25式中：P泵進(jìn)出口壓力差Q流量軸功率齒輪泵

6、的能量損失主要是機(jī)械損失和容積損失，水力損失很小，可忽略不計。容積損失主要式通過齒輪端面與側(cè)板之間的軸向間隙，齒頂與泵體內(nèi)孔之間的徑向間隙和齒側(cè)接觸線的泄露損失，其中軸向間隙泄露約占總泄露量的75%80%。機(jī)械效率，大流量泵低。2.2.2 齒輪幾何參數(shù)的要求(1) 齒數(shù)z、模數(shù)m和齒寬齒數(shù)多，泵的外形尺寸大，但壓力和流量脈動小。中低壓齒輪泵對壓力和流量脈動要求較嚴(yán)，通常取z=1225，高壓泵為減小外形尺寸，一般取z=614，對流量脈動要求不高的粘性液體輸送泵可取z=68。中低壓齒輪模數(shù)按表2選取。對工作壓力大于10mP的高壓泵，應(yīng)考慮齒輪強(qiáng)度，需適當(dāng)增大模數(shù)。齒寬按表3確定。表2 流量與模數(shù)流

7、量Q模數(shù)m4101.5210322.5332633.54631254.55 (4) 齒輪修正齒輪泵采用壓力角標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪，齒數(shù)少于17時均有根切現(xiàn)象產(chǎn)生，使齒輪強(qiáng)度減弱，工作情況變壞，須作齒輪修正，修正方法與通常的齒輪修正方法略有不同，兩齒輪的刀具移距取正值（即離開中心），修正后節(jié)圓處的齒側(cè)間隙為0.08m,刀具切入齒輪的深度即齒高h(yuǎn)=2.3m(0.5)m，修正齒輪的主要數(shù)據(jù)見表4。表3 工作壓力與齒寬工作壓力P齒寬b1，即要求在一對齒嚙合行將脫開前，后面一對就進(jìn)入嚙合，因此在一段時間內(nèi)同時嚙合的就有兩對齒，留在齒間的液體被困在兩對嚙合齒后形成一個封閉容積（稱閉死容積）內(nèi)，當(dāng)齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，

8、閉死容積逐漸減小，直至兩嚙合點(diǎn)處于對稱于節(jié)點(diǎn)P的位置時，閉死容積變至最小，隨后這一容積又逐漸增大，至第一對齒開始脫開時增至最大。當(dāng)閉死容積由大變小時，被困在里面的液體受到擠壓，壓力急劇升高，遠(yuǎn)大于泵排出壓力，可超過10倍以上的程度。于是被困液體從一切可以泄露的縫隙里強(qiáng)行排出，這時齒輪和軸承受到很大的脈沖徑向力，功率損失增大，當(dāng)閉死容積由小變大時，剩余的被困液體壓力降低，里面形成局部真空，使容解在液體中的氣體析出，液體本身產(chǎn)生氣化，泵隨之產(chǎn)生噪聲和振動，困油現(xiàn)象對齒輪的工作性能和壽命均造成很大的危害。4.2 卸荷槽為消除困油現(xiàn)象，可在與齒輪端面接觸的兩側(cè)板上開兩個用來引出困液的溝槽，即卸荷槽。卸

9、荷槽有相對于節(jié)點(diǎn)P對稱布置和非對稱布置兩種。它的位置應(yīng)保證困液空間在容積達(dá)到最小位置以前與排出腔相連，過了最小位置后與吸引腔相連通。（1）對稱布置卸荷槽尺寸，卸荷槽間距 (18)本設(shè)計卸荷槽采用對稱布置。當(dāng)，中心距為標(biāo)準(zhǔn)值時： （19） （20） （21）卸荷槽最小寬度： （22）式中齒輪重疊系數(shù)，此處取一般機(jī)械制造業(yè)中的值1.4 。一般c2.5m，以保證卸荷槽暢通，取卸荷槽寬度為6.85mm 。對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，卸荷槽深度見表5。表5 卸荷槽深度齒輪模數(shù) m2345678卸荷槽深度 1.01.52.54.05.57.510用插值法取卸荷槽深度值為1.25mm 。（2）非對稱布置卸荷槽尺寸齒側(cè)間隙很

10、?。ń咏鼰o齒側(cè)間隙）時，采用非對稱布置卸荷槽，其位置向吸入腔一方偏移一段距離，這樣不僅可以解決困液問題，還可以回收一部分高壓液體。非對稱布置的卸荷槽尺寸，除了外，其尺寸的計算公式與對稱布置相同。5 結(jié)束語本設(shè)計根據(jù)外嚙合齒輪泵的工作原理，運(yùn)用Solidworks繪制了齒輪泵的零件，進(jìn)行了虛擬裝配，并采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行了校核。結(jié)果表明：該設(shè)計過程具有可視化、生成模型快捷、虛擬裝配精確、在裝配中對零件可以直接編輯、對模型直接進(jìn)行的各種力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析等特點(diǎn)，大大簡化了傳統(tǒng)設(shè)計中的繁復(fù)工作并且能在實(shí)際產(chǎn)品造出之前完成優(yōu)化設(shè)計，極大地節(jié)約了成本，減少了資源的浪費(fèi)。6 致 謝經(jīng)過幾個月的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計

11、終于完成了！在這幾個月的時間里，我的導(dǎo)師給了我極大的幫助，使我對與設(shè)計有關(guān)的知識有了深入的了解。在設(shè)計的過程中我遇到了許多困難，并且常常有不知所措的沖動，因?yàn)樯婕靶袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)和知識，單憑自己的直觀理解和做法常常會出錯犯下不合實(shí)際的荒唐錯誤。而這種想法也往往會束縛設(shè)計人員的思維，因此機(jī)械設(shè)計確實(shí)是一項(xiàng)考驗(yàn)人的工作。老師給我提出了很多非常寶貴的建議，讓我受益匪淺，也改變了我以前對機(jī)械設(shè)計的淺薄認(rèn)識。7 參考文獻(xiàn)1濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.北京：高等教育出版社，20062孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，20063Solidworks公司.Solidworks基礎(chǔ)教程：零件與裝配體.

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