【正文】 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 20xx 屆畢業(yè)（設計）論文 題 目 基于 Pro/ENGINEER的齒輪泵虛擬裝配與運動仿真 專業(yè)班級 06級機制 2 班 學 號 20xx500113 學生姓名 李 躍 指導教師 劉青山 指導教師職稱 副教授 學院名稱 武漢工程大學 完成日期： 年 月 日 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 基于 Pro/ENGINEER 的齒輪泵虛擬裝配與運動仿真 Virtual Assembly and Motion Simulation of the Gear Pump Based on Pro/E 學生姓名 李 躍 指導教師 劉青山 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）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 的虛擬裝配與運動仿真 Pro/Engineer 概述 基于 Pro/Engineer 的虛擬裝配與運動仿真 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 齒輪泵骨架設計 齒輪泵主體設計 齒輪泵主體的設計 齒輪泵右蓋設計 齒輪軸的設計 其它零件的設計 第三章 齒輪泵虛擬裝配與干涉檢測 虛擬裝配 元件放置控制板 裝配約束類型 裝配連接類型 零件裝配與連接 干涉檢測 生成爆炸圖 第四章 機構仿真及工作原理動畫 定義齒輪副 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 添加伺服電動機 運動分析 結果回放及捕捉 結果分析 第五章 總結 致謝 參考文獻 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 摘 要 本文 介紹了利用 Pro/E軟件，來 完成齒輪油泵三維建模 設計。 齒輪油泵設計主要從零件建模、裝配設計、機構運動仿真、工作原理動畫幾個方面展開。 利用Po／ Engineer進行了齒輪泵的虛松裝配和動態(tài)仿真，并進行復雜運動學分析，利用這種方法能及早發(fā)現(xiàn)設計缺陷，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短設計周期，可以大大提高產(chǎn)品的設計開發(fā)效率。 關鍵詞： 齒輪泵；虛擬裝配；運動仿真 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 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 第一章 緒論 課題背景 本設計主要圍繞齒輪泵設計這個實例展開。液壓泵作為一種重要的液壓元件，其規(guī)格和型號比較繁多，傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、 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，大大提高設計人員的開發(fā)速度， 齒輪泵因結構簡單、制造方便、質量輕和體積小等特點已獲得廣泛應用。它是依靠密封空間在齒輪轉動時容積的變化，實現(xiàn)機械能與工作油液輸出壓力能的轉化，主要由端蓋、泵體、傳動齒輪軸、螺釘和墊片等零部件組成。 隨著 CAX(CAD／ CAM／ CAE)技術的發(fā)展， 3D技術在齒輪采設計過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。 本文 將 著重就 Pro/E的實體建模、虛擬裝配、機構仿真等功能進行齒輪油泵的設計。齒輪油泵包含多個零部件，其設計巧妙運用 Pro/E基于單一數(shù)據(jù)庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設計方法。 虛擬裝配技術是利用計算機工具，而不需產(chǎn)品或者支持過程的物理實現(xiàn)，通過分析、預建模、可視化等進行或者輔助進行裝配，根據(jù)產(chǎn)品設計的形狀特征和精度特性，真實地模擬產(chǎn)品三維裝配過程。 Pro／ E軟件中的機構模塊 Mechanism，能夠對設計 進行模擬、仿真、校驗，如運動仿真顯示、運動干涉檢驗、運動軌跡、位移、速度和加速度計算等。本文利用 Pro／ E進行了齒輪泵機構的虛擬裝配和運動仿真，分析了裝配中的干涉情況以及機構運動過程中的位移、速度和加速度情況，為齒輪泵的開發(fā)設計提供參考。 Pro/E 系統(tǒng)是美國參數(shù)技術公司（ Parametric Technology Corporation，武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 簡稱 PTC)的產(chǎn)品。本軟件采用單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關的概念，改變了機械 CAD／ CAE／ CAM 的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當今世界機械CAD／ CAE／ CAM 領域的新標準。 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來輸送液體或使之增壓的回轉泵。由兩個齒輪、泵體與前后蓋組成兩個封閉空間，當齒輪轉動時，齒輪脫開側的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側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兩個齒輪的嚙 合線來隔開的。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構。一對相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開。齒輪轉動時，吸入腔側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入齒間。隨著齒輪的轉動，一個個齒間的液體被帶至排出腔。這時排出腔側輪齒嚙合處的 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 3107 帕。它通常用作 液壓泵 和輸送各類油品。齒輪泵結構簡單緊湊 ,制造容易 ,維護方便，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 。 武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 齒輪泵工作原理 齒輪泵的概念是很簡單的，即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉，這個殼體的內(nèi)部類似 “8” 字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸入口進入兩個齒輪 中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。 在術語上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個缸筒內(nèi)的 活塞 ，當一個齒進入另一個齒的流體空間時，液體就被機械性地擠排出來。因為液體是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時間占據(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連續(xù)排除量， 泵 每轉一轉，排出的量是一樣的。隨著驅動軸的不間斷地旋轉，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉速有關。 實際上，在泵內(nèi)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，而泵體也絕不可能無間隙配合，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地運行，對大多數(shù)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(wǎng)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(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 )也是武漢工程大學本科畢業(yè)（設計）論文 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(chǎn)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)能力及價格達到最優(yōu)。 PEP－ II泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長的 工作壽命 。 “