【正文】 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 20xx 屆畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 題 目 基于 Pro/ENGINEER的齒輪泵虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 06級(jí)機(jī)制 2 班 學(xué) 號(hào) 20xx500113 學(xué)生姓名 李 躍 指導(dǎo)教師 劉青山 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 學(xué)院名稱(chēng) 武漢工程大學(xué) 完成日期： 年 月 日 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 基于 Pro/ENGINEER 的齒輪泵虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 Virtual Assembly and Motion Simulation of the Gear Pump Based on Pro/E 學(xué)生姓名 李 躍 指導(dǎo)教師 劉青山 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 目 錄 摘 要 Abstract 第一章 緒論 課題背景 齒輪泵概述 基于 Pro/Engineer 的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 Pro/Engineer 概述 基于 Pro/Engineer 的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 本文研究的內(nèi)容 本課題要求 本文的主要工作 第二章 齒輪泵建模 齒輪泵骨架設(shè)計(jì) 齒輪泵主體設(shè)計(jì) 齒輪泵主體的設(shè)計(jì) 齒輪泵右蓋設(shè)計(jì) 齒輪軸的設(shè)計(jì) 其它零件的設(shè)計(jì) 第三章 齒輪泵虛擬裝配與干涉檢測(cè) 虛擬裝配 元件放置控制板 裝配約束類(lèi)型 裝配連接類(lèi)型 零件裝配與連接 干涉檢測(cè) 生成爆炸圖 第四章 機(jī)構(gòu)仿真及工作原理動(dòng)畫(huà) 定義齒輪副 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 添加伺服電動(dòng)機(jī) 運(yùn)動(dòng)分析 結(jié)果回放及捕捉 結(jié)果分析 第五章 總結(jié) 致謝 參考文獻(xiàn) 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 摘 要 本文 介紹了利用 Pro/E軟件，來(lái) 完成齒輪油泵三維建模 設(shè)計(jì)。 齒輪油泵設(shè)計(jì)主要從零件建模、裝配設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、工作原理動(dòng)畫(huà)幾個(gè)方面展開(kāi)。 利用Po／ Engineer進(jìn)行了齒輪泵的虛松裝配和動(dòng)態(tài)仿真，并進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，利用這種方法能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，縮短設(shè)計(jì)周期，可以大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)效率。 關(guān)鍵詞： 齒輪泵；虛擬裝配；運(yùn)動(dòng)仿真 Abstract This article describes how to use Pro/E to plete the design of threedimensional modeling of gear pumps． The design of gear pumps， mainly began from parts modeling, assembly design， simulation of body movement， the work of several aspects of the principle of animation． Established virtual assembly mode1 of gear pumps and achieved motion simulation and analysis based on Pro/Engineer． in this way， the designer can find the disfigurement earlier， the cost of product development is reduced， and the efficiency of gear pumps design advanced greatly． Key words： gear pump； virtual assembly； motion simulation 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 第一章 緒論 課題背景 本設(shè)計(jì)主要圍繞齒輪泵設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)例展開(kāi)。液壓泵作為一種重要的液壓元件，其規(guī)格和型號(hào)比較繁多，傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程繁瑣、 效率低下、 繪圖量大， Pro/E作為一款高效快捷的 CAD/CAM軟件，克服了以上的不足之處，大大提高設(shè)計(jì)人員的開(kāi)發(fā)速度， 齒輪泵因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、質(zhì)量輕和體積小等特點(diǎn)已獲得廣泛應(yīng)用。它是依靠密封空間在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容積的變化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與工作油液輸出壓力能的轉(zhuǎn)化，主要由端蓋、泵體、傳動(dòng)齒輪軸、螺釘和墊片等零部件組成。 隨著 CAX(CAD／ CAM／ CAE)技術(shù)的發(fā)展， 3D技術(shù)在齒輪采設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 本文 將 著重就 Pro/E的實(shí)體建模、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真等功能進(jìn)行齒輪油泵的設(shè)計(jì)。齒輪油泵包含多個(gè)零部件，其設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用 Pro/E基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計(jì)方法。 虛擬裝配技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)工具，而不需產(chǎn)品或者支持過(guò)程的物理實(shí)現(xiàn)，通過(guò)分析、預(yù)建模、可視化等進(jìn)行或者輔助進(jìn)行裝配，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特征和精度特性，真實(shí)地模擬產(chǎn)品三維裝配過(guò)程。 Pro／ E軟件中的機(jī)構(gòu)模塊 Mechanism，能夠?qū)υO(shè)計(jì) 進(jìn)行模擬、仿真、校驗(yàn)，如運(yùn)動(dòng)仿真顯示、運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)軌跡、位移、速度和加速度計(jì)算等。本文利用 Pro／ E進(jìn)行了齒輪泵機(jī)構(gòu)的虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，分析了裝配中的干涉情況以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移、速度和加速度情況，為齒輪泵的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供參考。 Pro/E 系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（ Parametric Technology Corporation，武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 簡(jiǎn)稱(chēng) PTC)的產(chǎn)品。本軟件采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，改變了機(jī)械 CAD／ CAE／ CAM 的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD／ CAE／ CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。 齒輪泵概述 齒輪泵是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動(dòng)來(lái)輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。由兩個(gè)齒輪、泵體與前后蓋組成兩個(gè)封閉空間，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪脫開(kāi)側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠?jī)蓚€(gè)齒輪的嚙 合線來(lái)隔開(kāi)的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出處阻力的大小 ，如圖。 圖 外嚙合雙齒輪泵的結(jié)構(gòu)。一對(duì)相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開(kāi)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔側(cè)輪齒相互脫開(kāi)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(dòng)，一個(gè)個(gè)齒間的液體被帶至排出腔。這時(shí)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(wú)腐蝕性、 粘度 范圍較大的潤(rùn)滑性液體。泵的 流量 可至 300米 3/時(shí)，壓力可達(dá) 3107 帕。它通常用作 液壓泵 和輸送各類(lèi)油品。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊 ,制造容易 ,維護(hù)方便，有 自吸 能力，但流量、壓力脈動(dòng)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(guò)容許值而損壞泵或 原動(dòng)機(jī) 。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 齒輪泵工作原理 齒輪泵的概念是很簡(jiǎn)單的，即它的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個(gè)殼體的內(nèi)部類(lèi)似 “8” 字形，兩個(gè)齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來(lái)自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪 中間，并充滿(mǎn)這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng)，最后在兩齒嚙合時(shí)排出。 在術(shù)語(yǔ)上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個(gè)缸筒內(nèi)的 活塞 ，當(dāng)一個(gè)齒進(jìn)入另一個(gè)齒的流體空間時(shí)，液體就被機(jī)械性地?cái)D排出來(lái)。因?yàn)橐后w是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時(shí)間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續(xù)排除量， 泵 每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。隨著驅(qū)動(dòng)軸的不間斷地旋轉(zhuǎn)，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。 實(shí)際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100％，因?yàn)檫@些流體被用來(lái)潤(rùn)滑 軸承 及齒輪兩側(cè)，而泵體也絕不可能無(wú)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地運(yùn)行，對(duì)大多數(shù)擠出物料來(lái)說(shuō)，仍可以達(dá)到 93％～98％的效率。 對(duì)于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會(huì)受到太多影響。如果有一個(gè)阻尼器，比如在排出口側(cè)放一個(gè)濾網(wǎng)或一個(gè)限制器，泵則會(huì)推動(dòng)流體通過(guò)它們。如果這個(gè)阻尼器在工作中變化，亦即如果濾網(wǎng)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(dá)到裝置中最弱的部件的機(jī)械極限 (通常裝有一個(gè)扭矩限制器 )。 對(duì)于一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)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(lèi)，泵 則能以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時(shí)，這種限制就會(huì)大幅度降低。 推動(dòng)高粘流體進(jìn)入吸入口一側(cè)的兩齒空間是非常重要的，如果這一空間沒(méi)有填充滿(mǎn)，則泵就不能排出準(zhǔn)確的流量，所以 PV值 (壓力 流速 )也是武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 另外一個(gè)限制因素，而且是一個(gè)工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品，即不同的規(guī)格及排量 (每轉(zhuǎn)一周所排出的量 )。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價(jià)格達(dá)到最優(yōu)。 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(zhǎng)的 工作壽命 。 “