【正文】 業(yè)設計 授人以漁 能力為本 VI 摘 要 液壓泵在液壓系統(tǒng)中的地位至關重要，是整個液壓系統(tǒng)的動力提供單元。齒輪泵具有結 構簡單 ,體積小，重量輕，零件少，制造容易，維修方便，價格低廉，轉速范圍廣 ,對油液的污染不敏感等特點，所以在各類機械工程中得到廣泛的應 用。 當前， CAD 技術在我國得到了廣泛的應用，極大地提高了企業(yè)產品設計的能力。為縮短齒輪泵的設計周期，極低成本，避免設計過程中的一些重復性工作，將 CAD 技術引入到齒輪泵的設計過程中來成為一種趨勢。 為了減小齒輪泵的外形尺寸，泵齒輪的齒數通常較少，為了避免根切，常采用正變位傳動。齒輪的幾何參數和齒合參數公式比較多且繁瑣，傳統(tǒng)的手工計算容易出錯，為此本文運 編程工具編制了齒輪泵的可視化計算程序。研究了當今主流三維軟件 SOLIDOWRKS 的二次開發(fā)技術我參數化設計思想，以 VISUAL 為工具， SOLIDOWORKS 2020 為平臺，運用程序驅動法和尺寸驅動法分別編制了泵內主要零件圓柱直尺輪和主動，從動軸的參數化建模程序，并制作成 SOLIDWORKS 內部的插件菜單，提高了設計效率。分析了外齒合齒輪泵的輸出特性，建立了理論排量，瞬時流量，流量脈動的數學模型，并在此基礎上進行齒輪參數的優(yōu)化設計。在 SOLIDWORKS 中建立了齒輪泵的三維模型，為后 續(xù)的 CAE 分析鑒定的基礎。并利用內部的插件 COSMOSMOTION進行齒合副的運動仿真和干涉檢查。 根據生產企業(yè)或本領域特點的產品特點，對將商品化，通用化的 CAD 軟件進行二次開發(fā)，得到一個用戶化，專業(yè)化，集成化，知識化的軟件，進而以提高設計效率，是現在研究熱點之一。 關鍵詞 : 齒輪泵；計算機輔助設計；尺寸驅； CAD 四川科技職業(yè)學院畢業(yè)設計 授人以漁 能力為本 VII 目 錄 四川科技職業(yè)學院畢業(yè)設計 1 第一章 緒 論 齒輪泵的工作原理 齒輪泵的簡介 液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓泵是一種能量轉換傳遞裝置，它把原 能機的機械能轉換成油液的壓力傳給液壓系統(tǒng)，屬于液壓系統(tǒng)中的能源裝置。目前液壓泵按其主要運動構件的形狀和運動方式分，有齒輪泵，螺桿泵，葉片泵，軸向柱塞泵，徑向柱塞泵等類型。齒輪泵以其結構緊湊，體積小，重量輕，自吸性能好，對污物不敏感，工作可靠，壽命長，便與維護修理，成本低。廣泛地應用于各種液壓機械上 。 齒輪泵的工作原理 齒輪的原理如圖 1— 1 所示。在泵的殼體內有一對齒合齒輪，齒輪兩側有端蓋。泵體，端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多密封工作容腔，當齒輪按圖示方向旋轉時，右側吸油腔由于相互齒合的輪齒逐漸脫開 ，密封工作容積逐漸增大，形成部分真空，油箱中的油液子大氣壓頂的作用下，經液壓泵的吸油管被吸進來，進入右側吸油腔，將齒間槽充滿，并隨著齒輪的轉動，把油液帶到左側亞油腔去。在壓油區(qū)一側，由于輪齒逐漸進入齒合，密封工作容積不斷減小，油液變被擠出去。吸油區(qū)和壓油區(qū)是由相互的輪齒以及泵體分隔開的。兩齒輪不斷地轉動，泵的吸油口和排油口便連續(xù)不斷地吸油于排油，使泵不停得向系統(tǒng)供油。 在術語上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個缸筒內的活塞，當一個齒進入另一個齒的流體空間時，液體就被機械性的擠排出來。因為液體是不可壓縮的，所 以液體和齒就不能再同一時間占據同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷齒合，這一現象的連續(xù)發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個連續(xù)排出量。泵每轉一轉，排出的量是一樣的。隨著驅動軸的不斷地旋轉，泵也就不斷的排除流體。泵的流量直接四川科技職業(yè)學院畢業(yè) 設計 授人以漁 能力為本 2 與泵的轉速有關。 實際上，在泵內有很少量的流體損失，這使泵的運行效率不能達到 100％，因為這些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側，而泵體也覺不可能無間隙配合，故不能使流體100％地從出口排出，所以少量的流體損失是必然的。然而泵還是可以良好的運行，對大多數擠出物料來說，仍可以達到 93％ ~98％的效率。 對于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會受到太多影響。如果有一個阻尼器，比如在排出口側放一個濾網或一個限制器，泵則會推動流體通過它們。如果這個阻尼器在工作中變化，亦即如果濾網變臟、堵塞了，或限制器的背壓升高了，則泵仍將保持恒定的流量，直至達到裝置中最弱的部件的機械極限 (通常裝有一個扭矩限制器 )。 對于一臺泵的轉速，實際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類，泵則能以很高的速度轉動，但當流體是一種高粘度的聚合物熔體時，這種限制就會大幅度降低。 推動高粘流體進入吸入口一側的兩齒 空間是非常重要的，如果這一空間沒有填充滿，則泵就不能排出準確的流量，所以 PV 值 (壓力流速 )也是另外一個限制因素，而且是一個工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產品，即不同的規(guī)格及排量 (每轉一周所排出的量 )。這些泵將與具體的應用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力 PEP－ II 泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長的工作壽命?！?D”型軸承結合了強制潤滑機理，使聚合物經軸承表面，并返回到泵的進口側，以確保旋轉軸的有效潤滑。這一特性減少了聚合物滯留并降解的可能性。精密加工的泵體可使“ D”型軸承與齒 輪軸精確配合，確保齒輪軸不偏心，以防齒輪磨損。 Parkool 密封結構與聚四氟唇型密封共同構成水冷密封。這種密封實際上并不接觸軸的表面，它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態(tài)而形成自密封。也可以采用 Rheoseal 密封，它在軸封內表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反壓回到進口。為便于安裝，制造商設計了一個環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易 ,PEP－ II 齒輪泵帶有與泵的規(guī)格相匹配的加熱元件，可供用戶選配，這可保證快速加溫和熱量控制。與泵體內加熱方式不同，這些元件的損壞只限 于一個板子上，與整個泵無關。 齒輪泵由一個獨立的電機驅動，可有效地阻斷上游的壓力脈動及流量波動。在齒輪泵出口處的壓力脈動可以控制在 1%以內。在擠出生產線上采用一臺齒輪泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機內的剪切及駐留時間，降低擠塑溫度及壓力脈動以提高生產率及產品質量及價格達到最優(yōu)。 四川科技職業(yè)學院畢業(yè) 設計 授人以漁