基于UG的齿轮泵设计、装配以及运动仿真_毕业设计论文(2)

第1章 齿轮泵的设计

1.1 齿轮泵概述

齿轮泵是靠相互啮合旋转的一对齿轮输送液体，分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。泵工作腔由泵体、泵盖及齿轮的各齿槽构成。由齿的啮合线将泵吸入腔和排出腔分开。随着齿轮的转动，齿间的液体被带至排出腔，液体受压排出。 齿轮泵适用于输送不含固体颗粒的液体，可作润滑油泵、重油泵、液压泵和输液泵。所输送液体的粘度范围为s mm /10126-,齿轮泵结构简单，维修方便。

1.2齿轮泵设计要求

1.2.1 齿轮泵工作参数要求

（1）流量

外啮合齿轮泵在没有泄露损失的情况下，每一转所排出的液体体积叫做泵的理论排量，以q t 表示。外啮合齿轮泵，一般两齿轮的齿数相同，所以

()r ml b t a D b q b a t /10tan 31312322222

-???? ??

---=βπ (1) 式中： b ——齿宽

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- 6 - D a ——齿顶圆直径 a ——齿轮中心距 t a ——基圆节距

β——基圆柱面上的螺旋角

不修正的标准直齿圆柱齿轮的齿轮泵的理论排量：

()r ml z bm q t /10cos 121123222-???

?

??-+=αππ (2)

式中：m ——齿轮模数 z ——齿轮齿数 а——齿轮压力角 理论流量：

()min /10

3

l n q Q T T -?= (3)

式中n ——泵转速，单位 （r/min ） 实际流量：

()min /l Q Q v T η= (4)

式中v η——泵的容积效率，一般取0.750.9，小流量泵取小值。 （2）转速

齿轮泵的转速不宜过高，由于离心力的作用，转速高液体不能充满整个齿间，以至流量减小并引起气蚀，增大噪声和磨损，对高粘性液体的输送影响更大，转速可按表1选取。 （3）效率

a

v P PQ

=

η (5) 表1 流体粘度与齿顶圆线速度

液体粘度()s mm /2ν 12 45 76 152 300 520 760 线速度()s m u /max

5

4

3.7

3

2.2 1.6

1.25

式中：P ——泵进出口压力差()a mP

Q ——流量()s l /

a P ——轴功率()kw

齿轮泵的能量损失主要是机械损失和容积损失，水力损失很小，可忽略不计。容积损失主要式通过齿轮端面与侧板之间的轴向间隙，齿顶与泵体内孔之间的径向间隙和齿侧接触线的泄露损失，其中轴向间隙泄露约占总泄露量的75%―80%。

西安航空职业技术学院 毕业设计论文 - 7 - 机械效率9.08.0-=m η，大流量泵m η低。

1.2.2 齿轮几何参数的要求

(1) 齿数z 、模数m 和齿宽

齿数多，泵的外形尺寸大，但压力和流量脉动小。中低压齿轮泵对压力和流量脉动要求较严，通常取z=1225，高压泵为减小外形尺寸，一般取z=614，对流量脉动要求不高的粘性液体输送泵可取z=68。

中低压齿轮模数按表2选取。对工作压力大于10mP a 的高压泵，应考虑齿轮强度，需适当增大模数。

齿宽按表3确定。

表2 流量与模数 流量Q ()min /l

模数m ()mm 410

1.52 >1032

2.53 >3263

3.54 >63125

4.55

(4) 齿轮修正 齿轮泵采用压力角 20=α标准渐开线齿轮，齿数少于17时均有根切现象产生，使齿轮强度减弱，工作情况变坏，须作齿轮修正，修正方法与通常的齿轮修正方法略有不同，两齿轮的刀具移距取正值（即离开中心），修正后节圆处的齿侧间隙为0.08m,刀具切入齿轮的深度即齿高h=2.3m(ξ0.5)m ，修正齿轮的主要数据见表4。

表3 工作压力与齿宽 工作压力P ()a mP

齿宽b ()mm <2

()106-m ≥210

()84-m ＞10

()63-m

表4 齿轮修正几何参数 几何参数 计算公式

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- 8 - 齿数 z

实际中心距 ()1+=z m a

节圆直径 a D j =' 顶圆直径 ()3+=z m D a

根圆直径 ()m z D f 6.22-+=ξ 基圆直径 mz D b 9397.0= 基圆节距 m t b 9521.2=

啮合角 1

9397

.0arccos +='z z

α 移距系数 ()α

ααξtan 204.0--'=inv inv z

重叠系数

()()9521

.2sin 1cos 322α

αε+--+=

z z z z

齿顶厚度

()??

?

??-'++-+=c c inv inv z z m z s ναπ104.023

3

9397.0arccos

+=z z

inv c ν 1.3 齿轮泵主要部件参数的确定

本设计将设计一个直齿圆柱中低压齿轮泵由以上要求，综合考虑现初步确定一对啮合的齿轮齿数z=20,模数m=2.5,齿宽定为b=20,电机转速2000r/min2500r/min ，工作压力P=10a m P 。以上参数可能由于不符合（1）中要求。现回代以验证：

由公式（2），（3），（4）：

())/(915.15/10cos 121123222

r ml r ml z bm q t =???

? ??

-+=-αππ

min)/(8.39min)/(83.31l l Q T -=

min)/(84.29min)/(87.2375.0l l Q Q Q T T -=?==υη

流量、排量和模数的关系符合表2的要求。

西安航空职业技术学院 毕业设计论文 - 9 - 齿轮分度圆直径

)(502520mm D =?=

由表4可得：齿顶圆直径

)(5.57)3(mm z m D a =+=

故顶圆点的线速度

)/(02.660/22

max s m n D u a =??=π 要想通过表1确定max u 是否符合要求，就要先确定液压油的型号。

在液压泵、液压控制阀、液压缸（液压马达）以及油管等连接起来的密封液压系统中，能量的传递是通过液压油在流动过程中压力、流量变化来实现的。国内外的统计资料表明，液压系统的故障70%85%是由于液压油方面的原因引起的。在液压系统中，液压油的主要作用是：作为对系统中的能量进行控制、转换和传递的工作介质。此外，液压油还具有其他一些重要作用：润滑液压元件、减少机器的摩擦和磨损、防锈、传热、冲洗粉末等作用。

一般情况下，液压设备选用液压油时，应从工作压力、温度、工作环境 液压系统及元件的结构和材质、经济性等方面综合考虑。

对于本设计中的液压油的选定：

依据以上确定的工作参数，可以看出比较符合市场上的CBG1016液压泵，只不过CBG1016液压泵的工作压力为16a m P ，高于设计的工作压力，所以选择CBG1016的液压油可以很好满足工作要求。依据手册可以确定液压油的型号：

HM46，推荐黏度20s mm s mm /40/22-，适当减小黏度值可以大致符合表1对于齿顶圆最大线速度的要求。齿宽的验证可以直接从表中看出符合要求。

1.4齿轮泵的UG 建模及装配

1.4.1 轴的建模

主动齿轮轴零件如图所示

27

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- 10 -

主动齿轮轴

1.新建文件

单击菜单栏中的【文件】/【新建】，或单击按钮，弹出【文件新建】对话框，在【模板】列表框中选择【模型】选项，在文件框中输入“zhudongchilun zhou ”，单击【确定】按钮，进入UG 主界面。

2.建立参数表达式

（1）单击菜单栏中的【工具】/【表达式】，打开【表 …… 此处隐藏：2432字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……