【正文】 基于ＵＧ對齒輪式機(jī)油泵的三維造型及工程圖 摘要： 介紹齒輪式機(jī)油泵零件的造型分析。主要通過對齒輪機(jī)油泵ＵＧ的參數(shù)化造型設(shè)計的一般方法與步驟的介紹，掌握使用ＵＧ軟件進(jìn)行機(jī)油泵零件造型的設(shè)計方法和工程圖的繪制方法。 關(guān)鍵詞： 齒輪式；機(jī)油泵；造型設(shè)計；工程圖 Abstract This article introduces the modeling analysis of the metering oil pump. Master the UG software through the counter gear on pump the parameterization modeling design general method and the step introduction ,thus to grasp the design method of the metering oil pump body ponents modeling and the engineering drawing with the UG software. Keywords: gear type。 oil pump。 modeling design。 engineering drawing 第一章 緒論 節(jié) 機(jī)油泵的分類 外嚙合齒輪式機(jī)油泵，內(nèi)嚙合齒輪式機(jī)油泵，內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵 節(jié) 齒輪泵的工作原理 一對相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開。齒輪轉(zhuǎn)動時，吸入腔側(cè)輪齒相互脫開處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進(jìn)入齒間。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，一個個齒間的液體被帶至排出腔。這時排出腔側(cè)輪齒嚙合處的齒間 容積逐漸縮小，而將液體排出。齒輪泵適用于輸送不含固體顆粒、無腐蝕性、 粘度 范圍較大的潤滑性液體。泵的 流量 可至 300 米 3/時，壓力可達(dá) 3107 帕。它通常用作 液壓泵 和輸送各類油品。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單緊湊 ,制造容易 ,維護(hù)方便，有 自吸 能力，但流量、壓力脈動較大且 噪聲 大。齒輪泵必須配帶 安全閥 ，以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過容許值而損壞泵或 原動機(jī) 第二章 機(jī)油泵的造型設(shè)計 機(jī)油泵的總體分析 構(gòu)成零件如下圖所示： 序號 名稱 數(shù)量 材料 備注 1 主動軸 1 45 2 泵體 1 HT150 3 主動齒輪 1 45 m=3,z=11 4 泵蓋 1 HT150 5 銷 GB/ 1 4m6*12 6 從動齒輪 1 45 m=3,z=11 7 從動軸 1 45 8 螺栓 GB/T5783 4 M6*20 9 墊圈 GB/T93 4 6 10 墊片 1 橡膠 11 螺釘 1 35 M10*1 12 螺母 GB/T6171 1 M10*1 13 墊圈 1 皮革 14 彈簧 1 65Mn 15 鋼球 1 Gcr6 Φ 8 16 墊片 1 皮革 17 管接頭 1 H62 結(jié)構(gòu)說明 齒輪油泵為輸送潤滑油的部件， 主要有 齒輪，齒輪軸，泵蓋，泵體及其附件組成，泵體，泵蓋及齒輪 是 齒輪油泵的主要零件， 就泵體而言，其內(nèi)腔為一個主動齒輪和一個從動齒輪，同時有兩個齒輪軸進(jìn)行傳動。泵蓋 與泵體間用螺栓螺母進(jìn)行固定，采用墊片進(jìn)行密封，本造型設(shè)計采用自底而上的設(shè)計方法，即先對齒輪油泵的各個構(gòu)成零部件進(jìn)行建模，然后再將個零部件進(jìn)行裝配成齒輪油泵模型。 泵蓋的三維造型 設(shè)計思路： 齒輪式機(jī)油泵蓋的總體比較簡單，為軸對稱結(jié)構(gòu)，在成型操作中 ， 模型的總體框架 ， 運(yùn)用了對草圖的“回轉(zhuǎn)”和“拉伸”命令 。 對其中的螺孔應(yīng)用了“孔”和“拉伸”命令 。 泵蓋上的圓角，倒角運(yùn)用了 UG 中的“邊倒圓”命令，一步成型。 操作步驟： 1，選擇“文件” |“新建”命令新建文件 ，其單位為 mm 2， 選擇“起始” |“建?！泵睿M(jìn)入建模模式 3，單擊“成型特征”工具欄上的“草圖”按鈕 ，選擇“草圖”工具欄上的 ，以xy 面作為草圖的繪制平面。進(jìn)入草圖繪制環(huán)境下，繪制草圖。如圖所示 4，繪制完草圖，單擊“草圖”工具欄中的“完成草圖”按鈕 ，返回到建模環(huán)境下。 5，選擇“插入” |“設(shè)計特征” |“拉伸”命令，彈出“拉伸”對話框，并設(shè)置參數(shù)如圖所示。單擊“確定”按鈕，可生成油泵泵蓋的底座。 6,單擊“成型特征”工具欄上的草圖按鈕，選擇垂直于底座的面 YCXC 為草圖的繪制平面，進(jìn)入草圖繪制環(huán)境下，繪 制如圖所示的草圖。繪制完成后，單擊“草圖”工具欄中的“完成草圖”按鈕，返回建模環(huán)境 7，拉伸剛繪制好的草圖，設(shè)置參數(shù)如圖，單擊“拉伸”對話框中的“確定” 按鈕，完成如圖所示的模型 8，單擊草圖按鈕，選擇中心平面，對其偏置 30mm，以它為基準(zhǔn)面，作 20*20 的矩形，如圖所示，單擊完成草圖，回到建模環(huán)境 9，單擊拉伸按鈕，對矩形進(jìn)行拉伸，設(shè)置參數(shù)如圖，生成所示圖樣。 10，對泵蓋進(jìn)行邊倒圓處理，參數(shù)如圖所示，最后圖形如圖 11，選擇泵蓋底座為基準(zhǔn)面，選擇“插入” |“設(shè)計特征 ” |“孔”命令，彈出“孔”對話框，在對話框的“類型”欄中選擇簡單，參數(shù)如圖所示，系統(tǒng)提示選擇孔的放置面。 12，選擇孔的放置面，如圖所示，選擇水平，定位參數(shù)如圖 12,單擊對話框中的“確定”按鈕，即可完成對孔的創(chuàng)建，如圖所示 13,對泵蓋中央孔的處理，選擇靜態(tài)線框按鈕 ，以偏置面 XCYC 為基準(zhǔn)面，做草圖，如圖所示 14，完成草圖，返回建模環(huán)境，點(diǎn)擊拉伸按鈕 ，設(shè)置參數(shù)如圖，點(diǎn)擊確定，得到所示圖樣。 15，以 XCYC 為基準(zhǔn)面，選擇草圖命令，建立草圖如下圖所示 16，單擊“ 成型特征”工具欄上的“回轉(zhuǎn)”按鈕，彈出“回轉(zhuǎn)”對話框，選擇草圖如圖所示，以 Y軸為回轉(zhuǎn)軸，設(shè)置回轉(zhuǎn)參數(shù)如圖所示，得到所需圖樣 小結(jié)： 泵蓋的造型設(shè)計主要運(yùn)用了成型特征中的“拉伸”，“回轉(zhuǎn)”，“孔”，“邊倒圓”命令，其中對于基準(zhǔn)面的選擇，基準(zhǔn)軸的確定，需要進(jìn)行計算，使用“靜態(tài)線框”命令，使得視圖更加清晰。 泵體的三維造型 設(shè)計思路： 泵體零件的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，其表面的孔和凸起較多，內(nèi)部常有空腔，其底座上一般都有安裝孔，此造型設(shè)計主要對草圖進(jìn)行“拉伸”或“回轉(zhuǎn)”，創(chuàng)建零件的主體部分，用 拉伸中的“求差”命令，來創(chuàng)建泵體的空腔部分。 1,啟動 UG 程序，新建一個名為泵體的部件文件，其單位為 mm 2，單擊“起始” |“建?！泵?，進(jìn)入建模模式 3，單擊“草圖”按鈕 ，在系統(tǒng)彈出的“草圖平面選擇”工具條中選擇 圖標(biāo)以 xz 平面為基準(zhǔn)平面。繪制泵體的草圖，具體如圖 4,單擊“完成草圖”按鈕 返回建模模式。 5，單擊“成型特征”工具欄上的 圖標(biāo)，彈出“拉伸”對話框，選擇需拉伸的草圖并設(shè)置參數(shù)，如圖所示，單擊“確定”按鈕，可生成所需實(shí)體。 6，對底座三個孔進(jìn)行拉伸，以 為基準(zhǔn)面進(jìn)行 操作，作草圖如下，拉伸后如圖所示 7,選擇 XCYC 為基準(zhǔn)面，作墊片草圖，如下圖所示 8，以 XCYC 面為基準(zhǔn)面，進(jìn)行偏置，參數(shù)如圖所示，在基準(zhǔn)面作出草圖，如下圖 9，在新的基準(zhǔn)面上，作出草圖如下 10.,單擊拉伸，設(shè)置參數(shù)如圖，得到所示圖樣 11，對泵體作如下處理，參數(shù)如圖，效果如下圖所示 12，以 XCYC 為基準(zhǔn)面，作三角支撐板草圖，如圖所示，拉伸參數(shù)如下圖，生成圖樣 13,以 XCYC 為基準(zhǔn)面作草圖，如下圖所示，點(diǎn)擊靜態(tài)線框按鈕，進(jìn)行拉伸， 設(shè)置參數(shù)如圖，拉伸后得到所示圖樣 14，以泵體后表面為基準(zhǔn)面，做草圖如圖所示。生成圖示 15，對外圓進(jìn)行拉伸，參數(shù)如下圖，得到所示圖樣，選擇靜態(tài)線框命令，點(diǎn)擊拉伸，設(shè)置參數(shù)如下圖，進(jìn)行拉伸 15,對孔進(jìn)行螺紋處理，參數(shù)如圖，結(jié)果如圖 小結(jié)： 創(chuàng)建此類零件常用命令有“回轉(zhuǎn)”，“拉伸”，“孔”，“螺紋”等，主要是通過對草圖的各種成型操作來完成。 齒輪的造型設(shè)計 設(shè)計思路： 齒輪一般為盤狀，對于齒輪來說，主體部分結(jié)構(gòu)比較簡單， 通過“拉伸”，“孔”等命令即可直接創(chuàng)建，但齒槽的創(chuàng)建比較復(fù)雜，需設(shè)計輪廓線，所以必須先推算出輪廓線的計算公式，再通過UG 提供的“表達(dá)式”命令輸入計算公式，方可在“規(guī)律曲線”命令中直接調(diào)用，創(chuàng)建給定的曲線。 設(shè)計步驟： ， 表達(dá)式的推導(dǎo) 已知圓的直徑 D，畫漸開線的方法如圖 (1）將圓周分成若干等分（圖中為 12 等分），將周長 πD作相同等分； (2）過周長上各等分點(diǎn)作圓的切線； (3）在第一條切線上，自切點(diǎn)起量取周長的一個等分（ πD/12）得點(diǎn) 1；在第二條切線上，自切點(diǎn)起量取周長的兩個等分（ 2xπD/12）得點(diǎn) 2；依此類推得點(diǎn) …… 、 12； (4）用曲線板光滑連接點(diǎn) …… 、 12；即得圓的漸開線。 漸開線畫法 將一個圓軸固定在一個平面上，軸上纏線，拉緊一個線頭，讓該線繞圓軸運(yùn)動且始終與圓軸相切，那么線上一個定點(diǎn)在該平面上的 軌跡 就是漸開線。 直線在圓上純滾動時，直線上一點(diǎn) K 的軌 跡稱為該圓的漸開線，該圓稱為漸開線的基圓，直線稱為漸開線的發(fā)生線。 漸開線的形狀僅取決于基圓的大小，基圓越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直；基圓為無窮大時，漸開線為斜直線。漸開線方程為： x=rcos(θ+α)+(θ+α)rsin(θ+α) y=rsin(θ+α)(θ+α)rcos(θ+α) z=0 式中， r 為基圓半徑； θ 為展角，其單位為弧度 展角 θ 和壓力角 α 之間的關(guān)系稱為漸開線 函數(shù) θ=inv(α)=tan(α)α 式中， inv 為漸開線 involute 的縮寫 由以上過程可知，齒輪漸開線的方程為： x=a(cost+t*sint) y=a(sintt*cost) 其中 a 為基圓半徑， t 為角度（弧度制） ，設(shè)計步驟 1，查相關(guān)資料并計算齒輪的參數(shù)： 分度圓直徑 =m*z=*11= 齒頂圓直徑 =*（ 11+2） = 齒根圓直徑 =*（ ） = 基圓直徑 =*cos20= 分度圓齒槽角 =3602