齿轮泵的研究与三维造型设计

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齿轮泵三维设计报告

齿轮泵三维设计报告

三维设计技术课程设计说明书设计题目:齿轮泵的三维设计班级:2013级冶炼-2班设计人员(按贡献大小排序):吴迪张荣强陈伟朱宝指导教师:王葛2016年11月一、设计任务概述:本设计主要围绕齿轮泵这个实例展开。

液压油泵作为一种重要的液压元件,其规格和型号比较繁多,传统的开发过程繁琐,效率低下、Solidworks是一款快捷的制图软件,克服了以上的不足之处,大大提高了设计人员的开发速度,本文将着重就Solidworks的实体建模、虚拟装配、爆炸式图等功能进行齿轮泵的设计。

齿轮泵包含多个零部件,本设计巧妙的利用Solidworks这种综合运用多种建模方法和设计方法进行。

二、设计任务分工:查找资料:吴迪三维图设计:吴迪二维图设计:吴迪、张荣强说明书书写:吴迪、张荣强、陈伟、朱宝齿轮泵工作原理分析:吴迪设备的工作原理:外啮合齿轮泵是应用最广泛的一种齿轮油泵,一般齿轮泵通常指的就是外啮合齿轮泵。

它主要有主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖和安全阀等组成。

泵体、泵盖和齿轮构成的密封空间就是齿轮泵的工作室。

两个齿轮的轮轴分别装在两泵盖上的轴承孔内,主动齿轮轴伸出泵体,由电动机带动旋转。

齿轮泵工作时,主动轮随电动机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。

当吸入室一侧的啮合齿逐渐分开时,吸入室容积增大,压力降低,便将吸人管中的液体吸入泵内;吸入液体分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。

液体进入排出室后,由于两个齿轮的轮齿不断啮合,便液体受挤压而从排出室进入排出管中。

主动齿轮和从动齿轮不停地旋转,泵就能连续不断地吸入和排出液体。

泵体上装有安全阀,当排出压力超过规定压力时,输送液体可以自动顶开安全阀,使高压液体返回吸入管。

三、设计过程概述:我们小组选择的三维设计模型是齿轮泵,齿轮泵结构简单,价格便宜;工作要求低,应用广泛;端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多固定的密封工作腔,只能用作定量泵。

主要步骤如下,首先要确定各个零部件的尺寸,然后先利用Solidworks软件进行绘制;首先要绘制出箱体的草图,拉伸出箱体,再在箱体上绘制草图将齿轮轴孔、螺钉孔、销钉孔绘出,然后保存;再进行端盖的绘制,端盖的绘制尺寸和箱体差不多,也是依次将齿轮轴孔、螺钉孔、销钉孔绘出,然后保存;最后就是螺钉销钉,锁紧螺栓,填料压筒的绘制,前三项按照标准尺寸在Toolbox中调出,最后一项利用拉伸以及拉伸切除按照所设计好尺寸进行绘制。

基于PROE的齿轮油泵三维建模设计

基于PROE的齿轮油泵三维建模设计

基于PROE的齿轮油泵三维建模设计齿轮油泵是一种常用的润滑设备,用于抽送润滑油或润滑脂到机器和设备的运转部件,以减少摩擦和磨损。

在设计齿轮油泵时,使用专业的计算机辅助设计软件,如PROE(PTC Creo),可以更好地进行三维建模和设计。

首先,需要了解齿轮油泵的工作原理和组成结构。

齿轮油泵由齿轮、泵体、进出口管路、密封件和驱动装置等组成。

齿轮通过旋转运动,不断吸入润滑油并将其压力送至需要润滑的部位,完成润滑作用。

在PROE中进行齿轮油泵的三维建模设计主要包括以下步骤:1.新建零件:在PROE中新建一个零件文件,设定物体的材料、尺寸和单位制等基本参数,并设定零件的坐标系。

2.绘制齿轮:根据齿轮的参数和设计要求,在零件文件中利用PROE提供的绘图工具绘制齿轮的轮廓。

可以根据需要选择绘制直齿轮、斜齿轮或螺旋齿轮等不同类型的齿轮。

3.绘制泵体:利用PROE的绘图工具,在零件文件中绘制泵体的外形。

泵体通常是由多个零件组成,可以使用PROE提供的装配功能将这些零件组装在一起。

4.设计进出口管路:在泵体上设定进出口口径和位置,并绘制相应的管路。

可以通过旋转、平移和拉伸等操作调整管路的尺寸和形状,以确保润滑油能够流畅地进入和流出泵体。

5.设计密封件:根据设计要求,绘制并安装泵体与轴之间的密封件。

可以选择不同种类的密封件,如齿轮油封、轴承和垫圈等。

6.设计驱动装置:根据齿轮油泵的实际应用需求,设计合适的驱动装置,如电动机、齿轮传动和液压传动等。

在设计驱动装置时,还需要考虑驱动装置与齿轮油泵之间的连接方式和传动效率等因素。

7.添加细节:在设计完成基本结构后,可以根据实际需要添加更多细节和功能,如油液过滤器、压力传感器和温度控制器等。

8.检查和优化:完成齿轮油泵的三维建模后,可以使用PROE提供的分析工具对模型进行检查和优化。

通过分析工具,可以检查模型是否符合设计要求,并优化设计,提高齿轮油泵的性能和可靠性。

以上是基于PROE的齿轮油泵三维建模设计的大致步骤,通过使用PROE进行建模设计,可以更准确、高效地完成齿轮油泵的设计工作。

基于UG的齿轮油泵的三维模型设计

基于UG的齿轮油泵的三维模型设计

一.了解分析油泵1.了解测绘对象图1.1表示齿轮油泵内、外结构形状以及各个零件之间的连接和装配关系。

齿轮油泵是在液压系统中使用的一个部件。

从图1.1可以看出:齿轮油泵由十六种零件组成,其中有两种标准件,即内六角螺钉GB70.1-2000 M6×16、销GB119.1-2000 A5×18;八种非标准件,即左泵盖、纸垫、泵体、主动齿轮轴、油泵盖、密封圈、螺塞、从动齿轮轴。

齿轮油泵靠泵体上的两个安装孔用螺栓固定在工作台上。

工作时动力由主动齿轮轴输入,当他按逆时针方向(从左视图上观察)转动时,主动齿轮轴上的齿轮带动从动齿轮轴上的从动齿轮转动,从而使从动齿轮轴按顺时针方向转动,图1.2是齿轮油泵的工作原理图。

如图1.2所示,当一对齿轮在泵体内做啮合传动时,啮合区内右边由于两个相互啮合的轮齿逐渐脱离,密封容积腔内的压力降低而产生局部真空,油箱中的由在大气压力的作用下,通过油管油泵低压区内的进油口,随着齿轮的转动,齿槽中的油不断地沿着箭头方向被带至后边,而左边两个轮齿逐渐进入啮合使密封容积腔内的压力升高,所以油通过压油口压出,送至液压系统中。

图1.1 齿轮油泵轴测图图1.2齿轮油泵的工作原理图2.了解部件和装配示意图根据部件的组成及各个零件之间的连接和装配关系,先将螺塞拆下来,在用内六角扳手将12个螺钉拆掉,其他各零件就可以拆卸下来了,绘制装配示意图如图1.3所示。

装配明细栏装配示意图螺 塞工业用纸小 垫 片弹 簧钢珠定位圈钢 珠螺栓M6X20垫 圈 6泵 盖圆柱销工业用纸垫 片主动轴齿轮锁紧螺母填料压盖石 棉填 料从动轴齿轮泵 体备 注材 料零件名称数量序号图1.3齿轮油泵装配示意图二.建立零件模型1.泵体的建模(1)泵体的结构分析由图1.1可知,泵体属于箱体类零件,用于容纳和支承主动齿轮和从动齿轮,与泵盖一起形成密闭容积腔,为了与左右泵盖连接,所以在泵体的左右两侧分别加工六个螺纹孔,同时各有两个销孔,以便在泵体与泵盖安装时用销子先定位,为了使齿轮油泵在工作时与液压系统连接,在泵体的前后壁上各加工螺纹孔,泵体下面的两侧右两个耳板,其上有两个安装孔。

基于齿轮泵三维造型毕业设计

基于齿轮泵三维造型毕业设计

目录一.摘要-----------------------------------------41.Auto CAD的发展历程------------------------42.PRO/ENGINEER的简介--------------------------------6 二.前言-----------------------------------------8 三.第一章齿轮泵概论----------------------------111.1齿轮泵的发展历史及国内外现状--------------111.2齿轮泵的作用------------------------------111.3齿轮泵的组成及工作原理--------------------11四.第二章齿轮泵零件的建模-----------------------132.1 齿轮的建模------------------------------132.1.1 参数化设计的基本原理----------------132.1.2 建立零件库的步骤--------------------132.1.3 渐开线直齿圆柱齿轮模型库的实现------152.2 轴的建模--------------------------------192.3 泵体,泵盖的建模------------------------202.4 其它辅助零件的建模----------------------22五.第三章齿轮泵的装配及仿真--------------------233.1 齿轮部件的装配--------------------------233.2 齿轮传动的装配--------------------------233.3 齿轮传动的装配--------------------------253.4 减速器的总装配--------------------------253.4.1 机构仿真的常用术语------------------263.5 小结------------------------------------26六.第四章结束语--------------------------------27七.第五章参考文献------------------------------28八.第六章致谢词--------------------------------29摘要齿轮油泵是借一对相互啮合的齿轮,将原动机输出的机械能换为液压能的转换装置,在低压液压系统中作为提供一定流量,压力的液压能源。

毕业设计用三维运动仿真分析齿轮泵

毕业设计用三维运动仿真分析齿轮泵

毕业设计用三维运动仿真分析齿轮泵摘要:本文以齿轮泵为研究对象,利用三维运动仿真技术对其进行分析。

首先,介绍了齿轮泵的基本原理和工作特点。

然后,运用SolidWorks软件建立了齿轮泵的三维模型,并对其进行了运动仿真分析,探究了不同工况下齿轮泵的运动规律。

通过对仿真结果的分析,得出了齿轮泵的流量特性、压力特性以及效率特性。

最后,通过与实验数据的对比,验证了仿真结果的准确性。

从而,为齿轮泵的设计和优化提供了指导。

关键词:齿轮泵;三维运动仿真;流量特性;压力特性;效率特性1.引言齿轮泵是一种常见的液压传动元件,广泛应用于工程机械、航空等领域。

其工作原理是通过齿轮之间的啮合运动来吸入和排出液体,起到压力传递和流量控制的作用。

齿轮泵的性能直接影响了整个液压系统的工作效率和精度。

2.齿轮泵的三维模型建立基于SolidWorks软件,建立了齿轮泵的三维模型。

在建模过程中,考虑了齿轮的几何形状、材料特性以及轴承等。

通过调整齿轮的参数,使其与实际情况尽量接近。

3.齿轮泵的三维运动仿真分析在建立了齿轮泵的三维模型后,进行了运动仿真分析。

通过设定不同的工况,模拟了齿轮泵在不同工况下的运动特点。

仿真结果显示了齿轮泵的轴向位移、流量、压力等参数随时间的变化规律。

4.齿轮泵的流量特性分析通过分析不同工况下的流量仿真结果,得出了齿轮泵的流量特性曲线。

该曲线描述了齿轮泵的流量随压力的变化规律。

通过比较不同工况下的流量特性曲线,可以评估齿轮泵的性能。

5.齿轮泵的压力特性分析通过分析不同工况下的压力仿真结果,得出了齿轮泵的压力特性曲线。

该曲线描述了齿轮泵的压力随流量的变化规律。

通过比较不同工况下的压力特性曲线,可以评估齿轮泵的性能。

6.齿轮泵的效率特性分析通过分析不同工况下的功率输入和输出,计算出了齿轮泵的效率。

通过比较不同工况下的效率,可以评估齿轮泵的能量传递效率。

7.结果与讨论将仿真结果与实验数据进行对比,验证了仿真的准确性。

齿轮泵三维设计PROE完整版

齿轮泵三维设计PROE完整版

齿轮泵三维设计PROE完整版前⾔CAD/CAM发展的历史⾄今已有30余年,从1965年Lockheed飞机公司研制CAD/CAM系统开始,CAD/CAM技术得到了迅猛地发展。

随着计算机及信息技术的迅速发展和⽇趋完善,CAD/CAM技术在机械、电⼦、航空、航天以及建筑等部门得到了⼴泛的应⽤。

CAD/CAM技术使产品的设计制造和组织⽣产的传统模式产⽣了深刻的变⾰,成为产品更新换代的关键技术,被⼈们称为产业⾰命的发动机。

在⼯业发达国家,CAD/CAM⼰经形成了⼀个推动各⾏业技术进步的、具有相当规模的新兴产业部门。

因此,CAD/CAM技术作为反映⼀个国家⼯业⽔平的标志。

⽬前流⾏的CAD技术基础理论主要有Pro/E为代表的参数化造型理论和以I-DEAS为代表的变量化造型理论两⼤流派,它们都属于基于约束的实体造型技术。

⽽某些CAD/CAM系统宣称⾃⼰采⽤的是混合数据模型,实际上是由于它们受原系统内核的限制,在不愿意重写系统的前提下,只能将⾯模型与实体模型结合起来,各⾃发挥⾃⼰的优点。

实际上这种混合模型的CAD/CAM系统由于其数据表达的不⼀致性,其发展空间是受限制的。

因此,CAD/CAM技术发展到现在,⽬前在国际市场上最有影响的机械CAD/CAM软件有:Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、Auto CAD。

这四⼤软件约占全世界CAD软件市场的60%以上。

PRO/ENGINEER是美国PTC公司开发的软件,该软件能够完整地展现某⼀产品从设计、加⼯到⽣产样品的全部⼯作流程,让所有的拥护同时进⾏同⼀产品的设计制造⼯作.因此,⾃1988年问世以来,即引起CAD(计算机辅助设计)/CAE(计算机辅助教育)/CAM(计算机辅助制造)界的极⼤震动.它提出的单⼀数据库、参数化、基于特征、全相关及⼯程数据再利⽤等全新设计理念彻底改变了传统的MDA(Mechanical Design Automation,机械设计⾃动化)设计观念,并迅速被⼴⼤⽤户所接受,这种全新的理念已成为当今世界MDA领域的新标准。

[精品论文]基于CAD的齿轮泵三维造型设计

[精品论文]基于CAD的齿轮泵三维造型设计

目录1 绪论 02齿轮泵的概念和工作原理 (3)3齿轮泵的组成 (4)3.1齿轮泵示意图及零件编号 (4)3.2齿轮泵组成部分零件图 (5)3.2.1齿轮泵非标准件的零件图 (5)3.2.2 齿轮泵标准件的零件图 (5)4齿轮泵各零件的三维造型设计 (6)4.1齿轮泵非标准件三维造型 (6)4.1.1泵体 (6)4.1.2螺塞 (7)4.1.3泵盖 (7)4.1.4齿轮 (9)4.1.5齿轮轴 (9)4.2齿轮泵标准件三维造型 (10)5 齿轮泵三维造型组装 (13)5.1齿轮泵的组装 (13)5.2齿轮泵的组装图过程 (13)5.3齿轮泵零件显示组装 (16)5.4齿轮泵剖视图 (17)5.5齿轮泵总体视图 (17)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)基于CAD的齿轮泵三维造型摘要随着CAD技术的不断发展,AutoCAD强大的绘图、编辑功能以及方便用户的二次开发功能,有相对成熟的三维作图造型功能,是目前机械领域应用最广泛的CAD软件之一,进行三维造齿轮泵是最常见的机械产品,齿轮泵的设计历来是机械设计中经典的项目之一。

由于齿轮泵内部结构复杂,如单独用二维看上去不能一目了然,三维造型设计解决了这样的问题,它能把齿轮泵的关键部件很清晰的展现出来,因此,通过齿轮泵的三维造型设计来研究三维造型设计具有代表性。

关键词:齿轮泵;AutoCAD;三维造型设计Based on CAD Technology Gear Pump Three-dimensionalAbstractWith the continuous development of CAD technology, AutoCAD powerful drawing, editing features, as well as the secondary development of user-friendly features, has a relatively mature form three-dimensional mapping function, which is the area of mechanical CAD software, the most widely used one of application of CAD technology to a three-dimensional design has been widely used, the gear pump is the most common mechanical products, gear pump design has always been a mechanical design of the classic one. As the internal structure of complex gear pump, if not separate two-dimensional look at a glance, three-dimensional design to solve such a problem, it can gear pump of the key components to present a clear, therefore, through the gear pump to the three-dimensional design Study of three-dimensional design representative.Key words: Gear pump; AutoCAD;3D design1 绪论计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)是一种把计算机技术应用于工程领域及产品设计中的新兴交叉技术。

齿轮泵的研究与三维造型设计

齿轮泵的研究与三维造型设计

第一章概述上至翱翔蓝天的飞机和直冲云霄的人造卫星、宇宙飞船下到地下的钻井、矿藏的开采;从地上奔驰的火车、坦克,到海上航行的舰船和海底的潜艇;从茫茫田野作物的灌溉, 到城市生活和生产中的给排水,乃至科学实验,凡是要让液体(甚至固体)流动的地方, 就有泵在工作。

目前,我国制造的水泵最大直径6米,足可吞进一条大船,每小时的工作量可达35万立方米, 大有使河水倒流之势。

而最小微型泵的流量还不如常用注射剂, 每小时只有几十毫升以下, 真是大得汹涌澎湃, 小似一点一滴。

其工作压可以从常压一直升高到l000个大气压以上, 随着离心泵的设计和生产技术日益完善, 扬程直接迭选3000米以上的高度易如举手之劳, 输送液体的温度变化范围更大, 可输低到200℃以下的液态氧、氢等低温液体,亦可输高达800℃以上的液态金属和液体, 泵输进液体介质种类很多, 再把泵仅作抽水的工具来理解,显然已很不全面。

当今的泵既可以输送常温清水, 也可以输送油液、酸碱液、乳化液和易燃易爆有毒的液体, 并已发展到输送带有直径可以大至几百毫米的煤、矿石、鱼、甜菜等固体颗粒的渣体,不产生堵塞,不破坏其本来形状。

尽而泵被列为通用机械, 它是发展现代化工业、农业、国防技术必不可少的机器之一。

1.1 泵的发展历史泵是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体, 使液体能量增加。

泵主要用来输送的液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等, 也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。

水的提升对于人类生活和生产都十分重要。

古代就已有各种提水器具, 例如埃及的链泵(公元前17世纪), 中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。

比较著名的还有公元前三世纪, 阿基米德发明的螺旋杆, 可以平稳连续地将水提至几米高处, 其原理仍为现代螺杆泵所利用。

公元前200年左右, 古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵, 已具备典型活塞泵的主要元件, 但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。

齿轮泵三维实体建模设计

齿轮泵三维实体建模设计

目录一、设计任务书二、零部件设计三、零部件装配四、爆炸图五、附图六、设计小结七、参考文献设计任务书一、课程设计目的和任务通过设计实践进一步树立正确的设计思想。

在整个设计过程中,坚持实践是检验真理的唯一标准,坚持理论联系实际,坚持与机械制造生产情况相符合,使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。

通过本次设计实践,培养学生分析和解决生产技术问题的能力,使学生初步掌握现代机械设计设计方法与手段,并巩固、深化已学得的理论知识,进一步培养学生熟悉PROE三维实体建模和运用有关图册、图表等技术资料的能力,训练学生识图、制图、运用现代设计方法的基本技能。

二、课程设计的主要内容与要求题目:圆柱齿轮机构设计1、创建三维模型2、机构必须有实际作用的实体(如减速器、齿轮油泵或其他)3、尺寸自己设计(或查标准)确定4、提交资料(1)设计原文件(零件、装配体)(2)设计说明书(爆炸图)(3)封面按农大课程设计统一打印三、对学生的要求1、学生必须修完课程设计的前修课程,才有资格做课程设计。

2、明确课程设计的目的和重要性,认真领会课程设计的题目,学会设计的基本方法与步骤,积极认真地做好准备工作。

3、通过课程设计,掌握运用先修知识,收集、归纳相关资料,解决具体问题的方法。

4、严格要求自己,独立完成课程设计任务,善于接受教师的指导和听取同学的意见,树立严谨的科学作风,要独立思考,刻苦钻研,勇于创新,按时完成课程设计任务。

5、使用规定的课程设计用纸与封面,按要求书写课程设计说明书并装订成册。

齿轮油泵三维实体建模设计摘要:齿轮泵装配体主要由齿轮泵前中后三部分泵体以齿轮、齿轮轴、轴、螺钉等零部件组成。

通过对PRO/E齿轮泵装配体组成零件的绘制和装配,掌握了pro/e中拉伸、旋转、倒圆角、抽壳、阵列和镜像等命令,对学习pro/e有了更深的了解,对以后的三维实体建模有更准确的认识。

关键词:pro/e,三维建模Create a gear pumpAbstract:Through the creation of gear pumps, master of the pro/e in the stretch, rotation, inverted fillet, shell, and the mirror array, such as orders and learning pro/e gained a deeper understanding of the building after the three-dimensional entities - A more accurate understanding.Key word:pro/e Three-dimensional modeling前言本设计主要围绕齿轮油泵设计这个实例展开。

CB-B20型齿轮泵的三维设计及有限元分析

CB-B20型齿轮泵的三维设计及有限元分析

CB-B20型齿轮泵三维设计及有限元分析学生:XX,机械工程学院指导教师:XX,机械工程学院[摘要]CB-B20型齿轮泵,是一种无侧板、三片式结构的低压齿轮油泵。

它没有径向力平衡结构和轴向间隙补偿,依靠间隙密封原理工作。

其结构简单,维护方便,价格低廉,它主要应用于机床低压液压传动系统和大型机械设备中稀油站的供油和冷却系统及各种机械设备的润滑系统。

本文就是根据CB-B20型齿轮泵的特点及用途来设计的。

从泵的排量入手选取齿轮的模数,然后考虑齿轮的大小和工作特点选取齿轮的齿数。

再由国内的“增一齿修正法”来确定齿轮的各个参数,接着由泵的排量算出齿轮受到的力,估算齿轮轴的直径,并确定其直径和长度。

再由轴的受力情况校核所选轴的直径是否满足要求,如不满足,再重复以上步骤。

轴设计好之后设计泵盖,考虑到方便选取三片式的泵盖,泵盖接触的地方要选毛毡等密封工具,顺理成章就完成了泵的设计,最后用现在比较流行的有限元分析来分析一下齿面接触的问题。

此齿轮泵主要由17个部件构成,对每一个部件的设计,不仅可以对此泵有进一步的了解,设计的过程对材料的选取也可以节约更多的成本,此设计更提高了运用知识到实际的能力以及绘图的能力。

[关键词] 齿轮泵,齿面应力,Solidworks三维建模Three-dimensional design of the CB-B20 gear pump and finite element analysisStudent:XX,Mechanical Engineering department of Yangtze UniversityInstructor:XX,Mechanical Engineering department of Yangtze University [Abstract] CB-B20 gear pump, a side panel of three low-pressure gear pump. It does not have radial force balance structure and axial clearance compensation, relying on the clearance seal the principle of work. It simple structure, easy maintenance, low prices, it is mainly used in diluted oil station in the low pressure hydraulic drive system of machine tools and large machinery and equipment, oil and cooling systems and a variety of mechanical equipment lubrication systems.This article is based on the characteristics and uses of the gear pump CB-B20. Modulus of the selected gear to start from the pump displacement, and then consider the size and characteristics of gear to select the gear teeth. By the domestic growth a tooth correction method to determine the various parameters of the gear, then calculate the gear by the force of the pump displacement to estimate the diameter of the gear shaft, and to determine its diameter and length. From the axis by checking the selected axis diameter to meet the requirements, such as not satisfied, repeat the above steps. Axis design after design of the pump cover, taking into account the seal tool convenient to select the three pump cover, pump cover contact to choose felt logical to complete the design of the pump, now using the more popular finite element analysis to analyze the tooth surface contact.The gear pump consists of 17 components, the design of each component, not only can this pump has a better understanding of the design process for the selection of materials can also be more cost savings, this design improves the use of knowledge to the actual capabilities and the ability of the drawings.[Key words] gear pump, the tooth surface stress, Solidworks 3D modeling前言齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,在工业中应用非常广泛。

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第一章概述上至翱翔蓝天的飞机和直冲云霄的人造卫星、宇宙飞船下到地下的钻井、矿藏的开采;从地上奔驰的火车、坦克,到海上航行的舰船和海底的潜艇;从茫茫田野作物的灌溉,到城市生活和生产中的给排水,乃至科学实验,凡是要让液体(甚至固体)流动的地方,就有泵在工作。

目前,我国制造的水泵最大直径6米,足可吞进一条大船,每小时的工作量可达35万立方米,大有使河水倒流之势。

而最小微型泵的流量还不如常用注射剂,每小时只有几十毫升以下,真是大得汹涌澎湃,小似一点一滴。

其工作压可以从常压一直升高到l000个大气压以上,随着离心泵的设计和生产技术日益完善,扬程直接迭选3000米以上的高度易如举手之劳,输送液体的温度变化范围更大,可输低到200℃以下的液态氧、氢等低温液体,亦可输高达800℃以上的液态金属和液体,泵输进液体介质种类很多,再把泵仅作抽水的工具来理解,显然已很不全面。

当今的泵既可以输送常温清水,也可以输送油液、酸碱液、乳化液和易燃易爆有毒的液体,并已发展到输送带有直径可以大至几百毫米的煤、矿石、鱼、甜菜等固体颗粒的渣体,不产生堵塞,不破坏其本来形状。

尽而泵被列为通用机械,它是发展现代化工业、农业、国防技术必不可少的机器之一。

1.1 泵的发展历史泵是输送液体或使液体增压的机械。

它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。

泵主要用来输送的液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等,也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。

水的提升对于人类生活和生产都十分重要。

古代就已有各种提水器具,例如埃及的链泵(公元前17世纪),中国的桔槔(公元前17世纪)、辘轳(公元前11世纪)和水车(公元1世纪)。

比较著名的还有公元前三世纪,阿基米德发明的螺旋杆,可以平稳连续地将水提至几米高处,其原理仍为现代螺杆泵所利用。

公元前200年左右,古希腊工匠克特西比乌斯发明的灭火泵是一种最原始的活塞泵,已具备典型活塞泵的主要元件,但活塞泵只是在出现了蒸汽机之后才得到迅速发展。

1840~1850年,美国沃辛顿发明泵缸和蒸汽缸对置的蒸汽直接作用的活塞泵,标志着现代活塞泵的形成。

19世纪是活塞泵发展的高潮时期,当时已用于水压机等多种机械中。

然而随着需水量的剧增,从20世纪20年代起,低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐渐被高速的离心泵和回转泵所代替。

但是在高压小流量领域往复泵仍占有主要地位,尤其是隔膜泵、柱塞泵独具优点,应用日益增多。

回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。

早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载,以后陆续出现了其他各种回转泵,但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。

20世纪初,人们解决了转子润滑和密封等问题,并采用高速电动机驱动,适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。

回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。

利用离心力输水的想法最早出现在列奥纳多·达芬奇所作的草图中。

1689年,法国物理学家帕潘发明了四叶片叶轮的蜗壳离心泵。

但更接近于现代离心泵的,则是1818年在美国出现的具有径向直叶片、半开式双吸叶轮和蜗壳的所谓马萨诸塞泵。

1851~1875年,带有导叶的多级离心泵相继被发明,使得发展高扬程离心泵成为可能。

尽管早在1754年,瑞士数学家欧拉就提出了叶轮式水力机械的基本方式奠定了离心泵设计的理论基础,但直到19世纪末,高速电动机的发明使离心泵获得理想动力源之后,它的优越性才得以充分发挥。

在英国的雷诺和德国的普夫莱德雷尔等许多学者的理论研究和实践的基础上,离心泵的效率大大提高,它的性能范围和使用领域也日益扩大,已成为现代应用最广、产量最大的泵。

齿轮泵结构简单,加工方便,体积小,重量轻,且有自吸能力强、对油液污染不敏感等特性,因而应用较为广泛。

1.2 齿轮泵的研究现状齿轮泵结构简单,加工方便,体积小,重量轻,且有自吸能力强、对油液污染不敏感等特性,因而应用较为广泛。

齿轮泵的主要缺点是径向液压力不平衡,轴承寿命短;流量脉动大,噪声高。

另外,其排量不可调节,使用范围受到限制。

国内外有关齿轮泵的研究主要集中在以下几个方面。

(1)齿轮参数及泵体结构的优化设计;(2)补偿面及齿间油膜的计算机辘助分折;(3)困油冲击及卸荷措施,齿轮泵的困油现象对齿轮泵乃至整个液压系统都产生了很大的危害。

困油冲击与齿轮啮合的重叠系数及卸荷是否完全等有很大关系(包括卸荷槽的位置、形状及面积等);(4)齿轮泵噪声的控制技术;(5)降低齿轮泵的流量脉动的方法,由于齿轮泵的流量脉动较大,在一些要求较高的液压系统中,很少采用齿轮泵。

关于降低齿轮泵流量脉动的方法已有很多,如合理选择齿轮的参数;采用剖分式齿轮;采用多齿轮等;(6)轮齿表面涂覆技术及其特点;(7)轮齿弯曲应力及接触疲劳强度的计算,齿轮泵的轮齿弯曲应力及接触疲劳强度计算与一般齿轮转动的弯曲应力及接触疲劳强度计算是有区别的;(8)齿轮泵的变量方法研究;(9)齿轮泵的寿命及其影响因素;(10)齿轮泵高压化的途径,而提高工作压力所带来的问题是:○1轴承寿命大大缩短;○2泵泄漏加剧,容积效率下降。

产生这两个问题的根本原因在于齿轮上作用了不平衡的径向液压力,且工作压力越高,径向液压力越大。

目前国内外学者针对以上两个问题所进行的研究是:(1)对齿轮泵的径向间隙进行补偿;(2)减小齿轮泵的径向液压力,如优化齿轮参数,缩小排液口尺寸等;(3)提高轴承承载能力,如采用复合材料滑动轴承代替滚针轴承等,但这些方法都没有从根本上解决问题。

1.3 齿轮泵的发展趋势液压传动系统正向着快响应、小体积、低噪声的方向发展。

为了适应这种要求,齿轮泵除积极采取措施保持其在中低压定量系统、润滑系统等的霸主地位外,尚需向以下几个方向发展:(1)高压化高压化是系统所要求的,也是齿轮泵与柱塞泵、叶片泵竞争所必须解决的问题。

齿轮泵的高压化工作已取得较大进展,但因受其本身结构的限制,要想进一步提高工作压力是很困难的,必须研制出新结构的齿轮泵。

这方面,多齿轮泵将有很大优势,尤其是平衡式复合齿轮泵。

(2)低流量脉动流量脉动将引起压力脉动,从而导致系统产生振动和噪声,这是与现代液压系统的要求不符的。

降低流量脉动的方法,除了前面所介绍的措施外,采用内啮合齿轮泵及多齿轮泵(如复合齿轮泵)将是一种趋势。

(3)低噪声国外早就有“安静”的液压泵之说。

随着人们环保意识的增强对齿轮泵的噪声要求也越来越严格。

齿轮泵的噪声主要由两部分组成,一部分是齿轮啮台过程中所产生的机械噪声,另一部分是困油冲击所产生的液压噪声前者与齿轮的加工和安装精度有关,后者则主要取决于泵的卸荷是否彻底。

对于外啮台齿轮泵,要实现完全卸荷是很困难的,因此进一步降低泵的噪声受到一定的限制。

在这方面.内啮合齿轮泵因具有运转平稳、无困油现象、噪声低等特点,因此今后将会有较大发展。

(4)大排量对于一些要求快速运动的系统来说,大排量是必需的。

但普通齿轮泵排量的提高受到很多因素的限制。

这方面,平衡式复台齿轮泵具有显著优势,如1台三惰轮复合齿轮泵的排量相当于6台单泵的排量。

(5)变排量齿轮泵的排量不可调节,限制了其使用范围。

为了改变齿轮泵的排量,国内外学者进行了大量的研究工作,并取得了很多研究成果。

有关齿轮泵变排量方面的专利已有很多,但真正能转化为产品的很少。

但不管怎样,齿轮泵的变排量将是一个发展方向。

1.4 泵的分类一、按泵作用于液体原理分类1、叶片式泵(动力式泵)由泵内叶片在旋转时产生的离心力作用将液体连续的吸入并压出。

叶片式泵包括离心泵、混流泵、轴流泵、部分流泵及旋涡泵。

2、容积式泵(正排量泵)包括往复式泵和容积式泵。

它们分别由泵内活塞作往复运动或转子作旋转运动而产生挤压作用将液体吸入并压出。

前者排液过程是间歇的。

常见的往复式泵有各种型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。

常见回转式泵有外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、螺杆泵、回转径向柱塞泵、回转轴向柱塞泵、滑片泵罗茨泵及液环泵等。

3、其它类型泵包括利用流体静压或流体流体动能来输送液体的流体动力泵。

如喷射泵、空气升液器、水锤泵等。

另外还有利用电磁力输送液体的电磁泵。

二、按泵的用途分类按泵的用途可分为进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、润滑油泵和封液泵等。

三、按所适用的介质分类分为清水泵、污水泵、泥浆泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、碱泵、冷油泵、热油泵、低温泵等。

其中液压泵经历了近一个世纪的发展已经比较成熟,因此要求更高的设计工艺水平以及融现代化的最新技术才能达到更完美的阶段。

为进一步发展液压泵,下面介绍典型液压泵的工作原理及主要结构特点:表1.1典型液压泵的工作原理及主要结构特点类型结构、原理示意图工作原理结构特点外啮合齿轮泵当齿轮旋转时,在A腔,由于轮齿脱开使容积逐渐增大,形成真空从油箱吸油,随着齿轮的旋转充满在齿槽内的油被带到B腔,在B腔,由于轮齿啮合,容积逐渐减小,把液压油排出利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化,完成泵的功能,不需要配流装置,不能变量结构最简单、价格低、径向载荷大内啮合齿轮泵当传动轴带动外齿轮旋转时,与此相啮合的内齿轮也随着旋转。

吸油腔由于轮齿脱开而吸油,经隔板后,油液进入压油腔,压油腔由于轮齿啮合而排油典型的内啮合齿轮泵主要有内齿轮、外齿轮及隔板等组成利用齿和齿圈形成的容积变化,完成泵的功能。

在轴对称位置上布置有吸、排油口。

不能变量尺寸比外啮合式略小,价格比外啮合式略高,径向载荷大叶片泵转子旋转时,叶片在离心力和压力油的作用下,尖部紧贴在定子内表面上。

这样两个叶片与转子和定子内表面所构成的工作容积,先由小到大吸油后再由大到小排油,叶片旋转一周时,完成两次吸油和两次排油利用插入转子槽内的叶片间容积变化,完成泵的作用。

在轴对称位置上布置有两组吸油口和排油口径向载荷小,噪声较低流量脉动小柱塞泵柱塞泵由缸体与柱塞构成,柱塞在缸体内作往复运动,在工作容积增大时吸油,工作容积减小时排油。

采用端面配油径向载荷由缸体外周的大轴承所平衡,以限制缸体的倾斜利用配流盘配流传动轴只传递转矩、轴径较小。

由于存在缸体的倾斜力矩,制造精度要求较高,否则易损坏配流盘螺杆泵一根主动螺杆与两根从动螺杆相互啮合,三根螺杆的啮合线把螺旋槽分割成若干个密封容积。

当螺杆旋转时,这个密封容积沿轴向移动而实现吸油和排油利用螺杆槽内容积的移动,产生泵的作用。

不能变量无流量脉动径向载荷较双螺杆式小、尺寸大,质量大1.5 齿轮泵的结构和原理齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,一般做成定量泵,可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,其中以外啮合齿轮泵应用最广。

一、外啮合齿轮泵的工作原理|注塑模具|冲压模具|工艺夹具|减速器|变速器|机械手|机器人|汽修设计|数控加工编程|数控改造|数控机床|液压设计|机电PLC控制|单片机|专用组合机床|污水处理工程|化工设备类|自动生产线类|三维造型类-UG-PRE-SW|钻床类|矿用机械|农用机械|专用机械|本科精品设计|部分下载|为很快找到自己要的题目,可以通过上面分类选择,也可以直接联系QQ:249796576题目每天在更新,一定有你要的资料,24小时客服QQ:249796576,也可点进网站下载到历届同学的设计内容.图1.1 齿轮泵原理图图1.2 齿轮泵结构图上图1.1为外啮合齿轮泵的工作原理图,它由装在壳体内的一对齿轮所组成,齿轮两侧有端盖(图中未示出),壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。

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