齒輪油泵的運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì),齒輪,油泵,運(yùn)動(dòng),仿真,設(shè)計(jì) 緒論 一、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)齒輪油泵的工作原理和零件圖，看懂齒輪油泵的全部零件圖，并將標(biāo)準(zhǔn)件按其規(guī)定標(biāo)記查出有關(guān)尺寸。應(yīng)用AutoCAD軟件繪制所有正式零件圖，裝配圖（A3圖紙幅面1張），用UG繪制所有正式零件的三維圖形。 二、齒輪油泵工作原理 齒輪油泵示意圖 工作原理部分：齒輪油泵是依靠一對(duì)齒輪的傳動(dòng)把油升壓的一種裝配，泵體12內(nèi)有一對(duì)齒輪，軸齒輪15是主動(dòng)輪，軸齒輪16是被動(dòng)輪，如下圖所示。動(dòng)力從主動(dòng)輪輸入，從而帶動(dòng)被動(dòng)輪一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)齒輪嚙合區(qū)的左方形成局部真空，壓力降低將油吸入泵中，齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，吸入的油沿著泵體內(nèi)壁被輸送到嚙合處的右方，壓力升高，從而把高壓油輸往需要潤滑的部位。 防滲漏：為使油泵不漏油，泵體和泵蓋結(jié)合處有密封墊片13（墊片形狀與泵體、泵蓋結(jié)合面相同），主動(dòng)軸齒輪伸出的一端處填料壓蓋防漏裝置，由填料10、填料壓蓋9、螺栓組（件18、件8）組成。 連接與定位：泵體與泵蓋之間用螺釘18連接，為保證相對(duì)位置的準(zhǔn)確，用定位銷11定位。 齒輪油泵工作原理 拆裝順序：泵體---主動(dòng)軸和被動(dòng)軸---墊片、泵體—定位銷—螺釘 ---填料---壓蓋 三、齒輪油泵零件之間的公差配合 1. 齒輪端面與泵體、泵蓋之間為32K6； 2. 齒頂圓與泵體內(nèi)孔為Φ48H7/d7； 3. 主動(dòng)軸齒輪、被動(dòng)軸齒輪的兩支承軸與泵體、泵蓋下軸孔為Φ16H7/h6； 4. 填料壓蓋與泵體孔徑為Φ32H11/d11。 四、齒輪油泵的其它技術(shù)要求 1. 裝配后應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡阻現(xiàn)象； 2. 裝配后未加工的外表面涂綠色。 第 一 章 二 維 零 件 圖 第一章 繪制三維零件圖 第一節(jié)、 泵蓋 齒輪油泵泵蓋如圖所示。 具體建模步驟如下： 圖 1-1 泵蓋 一、 整體建模 1、打開UG,新建模型。在菜單欄中選擇“插入”\“設(shè)計(jì)特征”\“長方體”命令。系統(tǒng)彈出“長方體”對(duì)話框。如圖1-2a所示。 2、在“類型”下拉表框中選擇“兩點(diǎn)和高度”選項(xiàng), 單擊按鈕彈出點(diǎn)對(duì)話框設(shè)置兩點(diǎn)位置，相對(duì)于wcs坐標(biāo)系第一點(diǎn)位置為（42，21,0）、第二點(diǎn)為（-42、-21、0），在“尺寸”選項(xiàng)中輸入高度為10mm。點(diǎn)擊確定建立一個(gè)長84mm、寬42mm、高10mm的長方體，完成如圖1-2b所示 圖 1-2a 長方體對(duì)話框 圖1-3b 3、在菜單欄中選擇“插入”\“設(shè)計(jì)特征”\“圓柱”命令。系統(tǒng)彈出“圓柱”對(duì)話框。如圖1-3a所示。 4、在“類型”下拉表框中選擇“軸、直徑和高度”選項(xiàng)，指定軸矢量為zc， 單擊設(shè)置圓柱中心點(diǎn)，中心點(diǎn)的wcs坐標(biāo)為（0,21,0）。輸入圓柱直徑84mm、高10mm。如圖1-3b所示 圖1-3a 圓柱對(duì)話框 圖1-3b 5、在菜單欄中選擇“插入”\“特征操作”\“鏡像特征”命令。系統(tǒng)彈出“鏡像特征”對(duì)話框。選擇剛畫“圓柱“特征，以xc-zc平面鏡像，得到如圖1-4b所示。 圖1-4a鏡像特征對(duì)話框 圖1-4b 6、調(diào)出長方體命令對(duì)話框，依舊選擇“兩點(diǎn)和高度”建立長方體，兩點(diǎn)的wcs坐標(biāo)分別為（15,21,10）、（-15，-21,10）。在“尺寸”中輸入高度為11mm。單擊確定得到如圖1-5所示 圖1-5 圖1-6 7、調(diào)出圓柱命令對(duì)話框，指定矢量為zc軸，原點(diǎn)wcs坐標(biāo)為（0,21,10），在“尺寸”中輸入圓柱直徑為30mm、高11mm。得到如圖1-6所示。 8、調(diào)出鏡像特征對(duì)話框，選擇剛剛畫的圓柱特征，以xc-zc平面為鏡像平面，得到如圖1-7所示。 9、在菜單欄中選擇“插入”\“組合”\“求和”命令,點(diǎn)擊前面所畫的全部特征，單擊確定確定完成求和。如圖1-8所示 圖1-7 圖1-8 10、在菜單欄中選擇“插入”\“細(xì)節(jié)特征”\“拔?！泵睿瑥棾觥鞍文！睂?duì)話框，如圖1-9a所示，選擇泵蓋頂部的平面為固定面，選擇端蓋側(cè)面為要拔模的面。角度為10度。點(diǎn)擊確定得到如圖1-9b所示 圖1-9a 拔模對(duì)話框 圖1-9b 二、 打孔 1、在菜單欄中選擇“插入”\“設(shè)計(jì)特征”\“孔”命令，彈出“孔”對(duì)話框，如圖1-10a所示。沉孔的中心點(diǎn)wcs坐標(biāo)為（21，35,10），沉頭孔直徑20mm、深1mm，孔直徑10mm、深10。布爾運(yùn)算為求差。單擊確定得到如圖1-10b所示。 圖1-10a 孔對(duì)話框 圖1-10b 2、在菜單欄中選擇“插入”\“特征操作”\“陣列”命令，在彈出的對(duì)話框中選擇選擇圓形陣列，陣列結(jié)果如圖1-11所示。 圖1-11 3、在菜單欄中選擇“插入”\“特征操作”\“鏡像特征”命令，在彈出的對(duì)話框中選擇選擇三個(gè)沉孔特征，以zc-yc為鏡像面鏡像，得到如圖1-12所示 圖1-12 圖1-13 4、調(diào)出“孔”命令，打兩個(gè)直徑為4mm的小孔。如圖1-13所示。 5、最后再泵蓋底面打兩個(gè)孔，孔深14mm，如圖1-14所示 圖1-14 第二節(jié) 墊片 齒輪油泵的墊片如圖2-1所示，墊片厚0.5mm。 具體建模步驟如下： 圖2-1 一、 草圖建模 1、 選擇菜單欄中“插入”\“草圖”，選擇xc-yc平面繪制草圖。繪制如圖2-2所示，點(diǎn)擊完成草圖。 圖2-2 二、 拉伸 1、 選擇菜單欄中“插入”\“設(shè)計(jì)特征”\“拉伸”命令，拉伸高度為0.5mm。完成效果如圖2-3所示。 圖2-3 第三節(jié) 泵體 齒輪油泵的泵體如圖3-1所示， 圖3-1 齒輪泵建模步驟如下： 一、 整體建模 1、 調(diào)出“長方體”命令，建一個(gè)長90mm，寬110mm，高16mm的長方體。如圖3-2a所示，再用“倒角命令”倒4個(gè)半徑為12mm圓角。如圖3-2b所示。 圖3-2a 圖3-2b 2、 用“圓柱”命令畫一個(gè)直徑為25mm、長93mm的圓柱體。如圖3-3所示。 圖3-3 3、 移動(dòng)wcs坐標(biāo)到點(diǎn)（24，-16,66）的位置，再沿-yc旋轉(zhuǎn)90度，如圖3-4a所示，用“長方體”命令建一個(gè)長42mm、寬84mm、高46mm的長方體，圖3-4b所示。 圖3-4a 圖3-4b 4、 用“圓柱”命令在相對(duì)于wcs坐標(biāo)（0，-21, 0）沿矢量zc做一個(gè)半徑42mm、高46mm的圓柱如圖3-5a所示。再用“鏡像特征”鏡像圓柱體得到如圖3-5b所示。 圖3-5a 圖3-5b 5、 在xc-yc平面建立草圖，草圖如圖3-6a所示，完成草圖，再用“拉伸”命令沿zc軸拉伸長度為54mm。拉伸結(jié)果如圖3-6b所示。 圖3-6a 圖3-6b 6、 用”長方體”建一個(gè)長42mm、寬48mm、高31mm的長方體并“求差”得到如圖3-7所示。 圖3-7 圖3-8 7、 用“圓柱”命令在相對(duì)于wcs坐標(biāo)（0，-21, 0）沿矢量zc做一個(gè)直徑48mm、高32mm的圓柱并求差。再用“鏡像特征”鏡像得到如圖3-8所示圖形。 8、 用“圓柱”命令在相對(duì)于wcs坐標(biāo)（24，0, 0）沿矢量xc做一個(gè)直徑25mm、高20mm的圓柱。結(jié)果如圖3-9所示。 圖3-9 二、 打孔 1、調(diào)出“孔”命令，在底座長方體打四個(gè)貫通沉孔，孔的直徑為10mm，沉孔直徑為20mm、深1mm。再矩形陣列沉孔。結(jié)果圖3-10所示。 圖3-10 圖3-11 2、在底座上面的圓柱打一個(gè)沉孔，孔的直徑12mm、深78mm，沉孔直徑18mm、深14mm。如圖3-11所示。 3、在泵體右側(cè)打與泵蓋相對(duì)應(yīng)的孔，效果如圖3-12a。在泵體突出部分打一個(gè)直徑18mm、深18mm的孔。如圖3-12b所示。 圖3-12a 圖3-12b 4、在泵體內(nèi)部打一個(gè)孔，孔直徑12mm、深18mm?？椎闹行呐c其上面的孔同軸。 如圖3-13a所示，再在泵內(nèi)畫兩個(gè)如圖3-13b所示的孔。左邊孔直徑為22mm、深22mm。右邊孔直徑為16mm、深14mm的孔。 圖3-13a 圖3-13b 5、在泵體背面打兩個(gè)如圖3-14a所示的孔?？椎闹睆綖?mm、深15mm。接著打一個(gè)如圖3-14b所示的孔，直徑為32mm、深14mm、頂錐角為0度的孔。 圖3-14a 圖3-14b 6、畫一個(gè)長60mm、寬110mm、高3mm的長方體并求差，得到如圖3-15a所示。再按要求攻螺紋，得到圖3-15b所示 圖3-15a 圖3-15b 第四節(jié) 小軸 齒輪油泵小軸如圖4-1所示 具體建模步驟如下： 圖4-1 一、 建立圓柱 1、 打開“圓柱”命令，在“類型”下拉菜單中選擇“軸、直徑和高度”。指定xc軸為矢量，坐標(biāo)原點(diǎn)為圓柱原點(diǎn)。在“尺寸”選項(xiàng)中輸入直徑16mm、高度58mm。點(diǎn)擊確定得到如圖4-2所示 二、倒斜角 1、 打開“倒斜角”命令。選擇圓柱橫截面，在橫截面下拉選項(xiàng)中選擇“偏置和角度”，倒角偏置距離為2mm、角度45度。完成操作得到小軸如圖4-3所示。 第五節(jié) 壓蓋 齒輪油泵的壓蓋如圖5-1所示， 具體設(shè)計(jì)步驟如下： 圖5-1 一、 草圖建模 1、單擊菜單欄“插入”\“草圖”。建立草圖。建立如圖5-2所示 圖5-2 a 圖5-2b 2、選擇菜單欄“編輯”\“草圖曲線”\“快速修剪”，對(duì)草圖進(jìn)行修剪。單擊完成草圖，最后得到如圖5-2b所示。 二、 拉伸 1、 選擇菜單欄中“插入”\“設(shè)計(jì)特征”\“拉伸”命令。彈出拉伸對(duì)話框（圖5-4a），在曲線規(guī)則下拉菜單選擇“相連曲線”，外面曲線拉伸10mm，圓面曲線拉伸28mm。完成拉伸草圖如圖5-3所示。 圖5-3 三、 打孔 1、 調(diào)出“孔”命令，打一個(gè)直徑為22mm的簡(jiǎn)單貫通孔，孔原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，得到如圖5-4所示。 圖5-4 2、 打沉頭孔，用“孔”命令，沉頭孔原點(diǎn)wcs坐標(biāo)為(0,26,o),沉頭孔直徑為20mm、深2.5mm?？字睆?0mm、深10mm。如圖5-5a所示。 圖5-5a 如圖5-5b 3、 調(diào)出“鏡像特征”命令，鏡像沉孔，得到如圖5-5b 4、 調(diào)出“倒斜角”命令，斜角偏置距離為5、角度為60度。得到壓蓋如圖5-6 圖5-6 第六節(jié) 帶槽螺母 齒輪油泵的帶槽螺母如圖6-1所示， 建模步驟如下： 圖6-1 一、 建立草圖 1、 以xc-yc平面建立如圖6-2所示的草圖，點(diǎn)擊完成草圖。 圖6-2 二、 拉伸草圖 1、 拉伸正六邊形，拉伸距離10.5mm；拉伸直徑為10.2mm的圓，拉伸距離15.5mm；拉伸直徑為15mm的圓，拉伸距離10.5。把拉伸圖形都求和，結(jié)果如圖6-3。 圖6-3 2、 再拉伸最大圓，距離為10.5mm，不要求和與求差，將拉伸的圓柱到距離為1mm的斜角，效果如圖6-4a所示。再與之前所拉伸的特征求差。得到結(jié)果如圖6-4b所示。 圖6-4a 圖6-4b 3、 調(diào)出“拉伸”命令，選擇繪制一個(gè)槽型截面，在xc-yc平面繪制一個(gè)如圖6-5a所示的截面，完成繪制，選擇“對(duì)稱拉伸”，拉伸距離為10mm，得到如圖6-5b所示的槽。 4、 調(diào)出“實(shí)例特征”命令，選擇“環(huán)形陣列”對(duì)拉伸的槽進(jìn)行陣列，得到總共6個(gè)槽口，如圖6-6a所示。在用螺紋命令制作螺紋，最終如圖6-6b所示。 圖6-6a 圖6-6b 第七節(jié) 從動(dòng)齒輪 齒輪油泵的從動(dòng)齒輪如圖7-1所示 具體建模如下： 圖7-1 一、建立草圖 1、在菜單欄“工具”選項(xiàng)中用“表達(dá)式”方法輸入從動(dòng)齒輪的參數(shù)。表達(dá)式如下： m=3 z=14 d=m*z a=20° da=d+2*m db=d*cos(a) df=d-2.5*m t=0 s=pi*db*t/4 xt=db*cos(90*t)/2+s*sin(90*t) yt=db*sin(90*t)/2-s*cos(90*t) zt=0 2、用“規(guī)律曲線”命令，用公式導(dǎo)入得到如圖7-2所示的齒輪漸開線。 圖7-2 3、以ac-yc平面建立草圖。如圖7-3所示的齒頂圓和漸開線輪廓。 圖7-3 二、拉伸 1、用“拉伸”命令拉伸齒頂圓輪廓直徑為da的圓，拉伸高度為20mm。得到如圖7-4a所示。再拉伸漸開線輪廓，拉伸高度為20mm，并在布爾運(yùn)算中選擇求差。得到如圖7-4b所示的圖。再用“實(shí)例陣列”命令陣列齒槽，陣列數(shù)目為14，陣列跨度為360度，矢量選擇Z軸，得到如圖7-4c所示。 圖7-4a 圖7-4b 圖7-4c 2、再用“拉伸”命令，以齒輪的中心繪制直徑為16mm的圓，拉伸求差得到如圖7-5所示的最終結(jié)果。 第八節(jié) 齒輪軸 齒輪油泵的齒輪軸如圖8-1所示，具體建模步驟如下： 圖8-1 一、建立齒輪 1、依照第7節(jié)中齒輪的創(chuàng)建方法創(chuàng)建同樣模數(shù)m=3、齒數(shù)z=14、齒形角為20度的齒輪，得到如圖8-2所示的齒輪。 圖8-2 二、建立軸身 1、使用“設(shè)計(jì)特征”中“凸臺(tái)”命令，輸入直徑為16mm、高度為14mm。得到如圖8-3a所示的凸臺(tái)圓柱。再用“凸臺(tái)”命令，分別繪制直徑為22mm、高60mm和直徑16mm高16mm和直徑為12mm、高22mm的凸臺(tái)圓柱。結(jié)果如圖8-3b所示。 圖8-3a 圖8-3b 2、使用“鍵槽”命令，繪制一個(gè)長10mm、寬5mm、深3mm的鍵槽，鍵槽與所在軸的右軸端的距離為3mm。如圖8-4所示， 3、用“開槽”命令，開一個(gè)寬5mm、深3mm的矩形槽。再在齒輪右側(cè)繪制一個(gè)寬2mm、深0.3mm的槽。得到如圖8-5所示。 4、在最右端的軸上打一個(gè)直徑為3.2mm的通孔。孔的中心與軸右端的距離為8mm。如圖8-6所示。 5、用“螺紋”命令把帶孔的那段軸攻螺距為1.75mm、螺紋長度為17mm、角度為60度的螺紋。如圖8-7所示 第九節(jié) 傳動(dòng)齒輪 齒輪油泵的傳動(dòng)齒輪如圖9-1所示。具體建模如下： 圖9-1 首先，輸入斜齒輪的參數(shù)方程表達(dá)式： m=3 a=20度 pi=3.14159 t=0 h’=1 c’=0.25 z=21 b=20 bta= 21.786666666667 度 r=0.5*m*z ak=36*t qk=tan(ak)*180/pi-ak ra=r+h*m rf=r-(h’+c’)m rb=r*cos(a) rk=rb/cos(ak) xt=rk*cos(qk) yt=rk*sin(qk) zt=0 jdt=b*tan(bta)/r*180/pi*t 一、建立齒輪 1、使用“規(guī)律曲線”命令，建立寫齒輪的漸開線輪廓。如圖9-2所示。 圖9-2 2、建立草圖；草圖如圖9-3所示。得到齒輪齒頂圓和齒槽輪廓。 圖9-3 3、拉伸草圖中半徑為ra的圓，距離為20.得到如圖9-4所示。 4、繪制一根如圖9-5a所示綠色表示的中心線，然后使用“掃掠”命令，以齒槽為截面、以綠色中心線為引導(dǎo)線，定位方法為“角度規(guī)律”，規(guī)律類型為“根據(jù)方程”。參數(shù)為t、函數(shù)為jdt。得到如圖9-5b所示的斜槽 圖9-5 a 圖9-5b 5、對(duì)得到的斜槽進(jìn)行陣列，以圓柱中心為中心點(diǎn)、跨角為360度、數(shù)量為21。得到如圖9-6a所示。再對(duì)圓柱和得到的21個(gè)齒槽進(jìn)行“求差”得到圖9-6b所示的斜齒輪。 圖9-6a圖9-6b 6、打一個(gè)半徑為30的孔。得到如圖9-6c所示 圖9-6c 二、繪制軸 先隱藏繪制的斜齒輪 1、建立草圖 所要得到的截面圖形如圖9-7a所示，所以在草圖中繪制如圖9-7b所示。 圖9-7a 圖9-7b 2、完成草圖。點(diǎn)擊“回轉(zhuǎn)”命令，回轉(zhuǎn)草圖得到如圖9-8所示的圖形 圖9-8 三、組合 1、把得到的斜齒輪和回轉(zhuǎn)體進(jìn)行求和，得到如圖9-9所示。 2、用“鍵槽”命令在齒輪軸開一個(gè)寬5mm、深2.3mm的鍵槽，得到如圖9-10所示的斜齒輪。 圖9-9 圖9-10 第 三 章 裝 配 圖 第四章 繪圖心得 自2011年11月起，我們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下，開始了我們的設(shè)計(jì)課程，在繪制齒輪油泵的過程當(dāng)中，我們遇到了很多的困難，而在馮老師的悉心指導(dǎo)下，所有問題都迎刃而解。同時(shí)我們也學(xué)到了更多的知識(shí)，熟練的掌握了auto CAD和UG軟件的運(yùn)用。 在設(shè)計(jì)過程中，我們遇到的問題有如下： 1、 看圖紙過程中，對(duì)一些制圖中有關(guān)標(biāo)注的知識(shí)不夠熟悉，例如鍵槽、開槽和倒角這些標(biāo)注方式。 2、 在用CAD繪圖過程中，對(duì)于CAD的運(yùn)用很不熟練，對(duì)于各種命令不了解，例如，cad中直徑和逗號(hào)的符號(hào)如何鍵入。 3、 用CAD繪圖過程中，一些制圖標(biāo)準(zhǔn)，還有尺寸的規(guī)格都不甚了解。在標(biāo)注過程，怎么修改標(biāo)注樣式。 4、 對(duì)于螺母、螺釘?shù)囊?guī)格不了解 5、 繪制裝配圖的技巧知識(shí)不夠，如何裝配圖關(guān)鍵是要表達(dá)零件之間的裝配關(guān)系。 6、 如何表達(dá)螺栓連接部分的裝配關(guān)系 7、 如何繪制裝配圖的明細(xì)表。 8、 在打印cad圖紙的時(shí)候如何調(diào)整好圖紙與圖之間的比例和標(biāo)注的比例因子。 面對(duì)這些問題，我們除了在教材中尋找答案，也馮老師的指導(dǎo)下一一解決了問題。因此收獲了很多知識(shí)。我們熟知了制圖中的各個(gè)命令，還有制圖的標(biāo)準(zhǔn)，裝配圖的表達(dá)方法。 在完成這次設(shè)計(jì)課程的同時(shí)，我們也深深知道我們需要學(xué)習(xí)的還有很多，我們一定會(huì)繼續(xù)努力，學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來完善自己的學(xué)識(shí)。 30