【正文】 ccos = 176。 ~ 90176。此時齒輪上的徑向力得到了平衡。 確定高低壓腔尺寸 確定壓出角 （ 2? ? ） = 40176。 = 則取 gD = 10mm 主 動軸的計算 . 初步確定軸的最小直徑 已 知 軸 上 的 功 率 P = 、 轉(zhuǎn) 速 n =1000r/min 、轉(zhuǎn)矩 T = 106Pn=左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D = 22mm ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1L = 8 30mm ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故軸的長度應(yīng)略短一些，先取 IIl? =28mm 。 取安裝齒輪處的直徑 為了便于裝配安裝 且使齒輪與軸配合處有一定的厚度，應(yīng)取 III IVd? =26mm 。 左軸承左端面采用軸承端蓋進行定位，取軸承端蓋長度為 12mm 。 鍵的標記為：鍵 6 25 GB109679 (2)B 型鍵的材料為鋼，查手冊得許用擠壓應(yīng)力 [ p? ]=100~120MPa,取[ p? ]=110MPa,鍵的工作長度 lL? =10 mm ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度? = 7= 由式 332 1 0 2 3 9 . 8 2 3 5 1 03 . 5 1 0 2 6p T k ld? ? ? ??? ??=[ p? ],故符合要求。 = 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的計算簡圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 33 軸的受力分析圖 10 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的彎矩和扭矩圖 ，從 中可以看出截面 C是軸的危險截面 。 精確校核軸的疲勞強度 判斷危險截面 截面 A , II , B , III 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面 A , II , B , III 均無需校核。截面 V 和VI顯然更不必校核。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 32 查 取。 32得碳鋼的特性系數(shù) ~ ?? ? ，取 ?? = ~ ?? ? ，取 ?? = 于是，計算安全系數(shù) caS 值，按式（ 156） ~（ 158）則得 1 275 4 . 9 2 92 . 0 5 2 2 7 . 1 9 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 0 0 7 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? .2 2 2 24 . 9 2 9 1 0 . 4 4 6 4 . 4 6 1 . 54 . 9 2 9 1 0 . 4 4 6ca SSSSSS???? ?? ? ? ? ? ??? 故可知其安全。至此，主動軸的設(shè)計計算結(jié)束。 軸段 IVV 與軸段 IIIIV 有一軸肩，去軸肩高度為 ，則IVVd? =20mm 。 截 面 C 的抗彎 截面 系數(shù) 3 3 3 30. 1 0. 1 12 17 2. 8W d m m m m? ? ? ? 截面 C 的彎曲應(yīng)力 3 5 7 3 . 1 6 0 3 2 0 . 6 81 7 2 . 8b M M P a M P aW? ? ? ? 16 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 表查得 [ 1?? ]= 60MPa 則 b? [ 1?? ] , 故安全 。時， HZ = ） K 載荷系數(shù) T 齒輪轉(zhuǎn)遞的轉(zhuǎn)矩 d? 齒寬系數(shù) 12u Z Z? 選載荷系數(shù) tK = 選取齒寬系數(shù) d? = 1 由《機械設(shè)計》 中表 106查得材料查的彈性系數(shù) HZ =189。 泵體 的 設(shè)計計算和 強度 校核 泵體的設(shè)計計算 選取泵體的長度為 158mm ，其厚度即為齒輪的齒寬 15mm ，因此選擇相互對稱的管螺紋 18G 作為齒輪泵的進出油口。 第 4 章 齒輪泵 其它部件的分析計算 軸承端蓋的設(shè)計計算 在主動軸上的左軸承采用軸承端蓋進行定位， 軸承端蓋選取凸緣式端蓋，選取軸承端蓋螺釘直徑 3d =6mm ，則其結(jié)構(gòu)如圖 41 所示： 圖 41 凸緣式軸承端蓋結(jié)構(gòu)圖 0217d d m m? ? ? d m m??，取 8e mm? 022 .5 4 0 2 .5 6 5 5D D d m m? ? ? ? ? ? 1 40 36D D mm? ? ? ? 23 2 0 22 .5 5 5 2 .5 6 7 0D D d m m? ? ? ? ? ? 3255 3 55 3 6 37D d m m? ? ? ? ? ? 由結(jié)構(gòu)可得 4m mm? 其中 11,bd由密封尺寸確定，因為 100D mm? ，則在軸承端蓋上螺釘個數(shù) 4n? ，均勻分布 ， 1123 , mm b mm??。當變量桿來回擺動時，從動軸作軸向的來回移動，從而由從動軸帶動齒輪來回移動，進而改變兩齒輪的嚙合長度 。 D與泵蓋配合，則 D=59mm ，取 0 70D mm? ，其配合的長度 2 13L mm? 。 27 第 5 章 基于 SolidWorks 的齒輪泵的虛擬設(shè)計系統(tǒng) 引言 齒輪泵是一種應(yīng)用廣泛的液壓泵，它與其它液壓泵一樣，為液壓系統(tǒng)提供動力，保證液 壓系統(tǒng)的正常運行，齒輪泵的工作原理是通過兩個齒輪輪齒的互相嚙合，實現(xiàn)密封容積的變化，從而達到輸出具有一定能量的油液目的。它具有零件設(shè)計、鈑金設(shè)計、管理設(shè)計、繪制二維工程圖等功能，而且保持零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖保持相關(guān)性，實現(xiàn)自上向下設(shè)計或自下而上設(shè)計，從而達到三者的同步，提高了設(shè)計效率和工作強度，在模具造型和工業(yè)設(shè)計等方面有相當大的優(yōu)勢。參數(shù)化造型虛擬技術(shù)通過記錄幾何體間的所有依存關(guān)系，自動捕捉設(shè)計者的意圖。 在自下而上設(shè)計方法中，先設(shè)計單個零件，然后再裝配成裝配體 ； 在自上而下設(shè)計方法中，使用裝配體內(nèi)部的布局來驅(qū)動零件和裝配體的設(shè)計。 圖 52 齒輪泵的虛擬設(shè)計系統(tǒng)主界面 29 利用 VB 調(diào)用 SilidWorks 利用下面一段程序就可以通過可視化編程軟件 VB 調(diào)用 SolidWorks軟 件，如圖 52 所示，就是利用 VB 開發(fā)出的齒輪泵的虛擬設(shè)計系統(tǒng)的主界面 。 Solidworks API 在 and 中定義的 swMateType_e 列表中定義了以下八種裝配關(guān)系，分別是 swMateCOINCIDENT（重合）、 swMateCONCENTRIC（同心）、swMatePERPENDICULAR（垂直）、 swMatePARALLEL（平行）、 swMateTANGENT（相切）、 swMateDISTANCE（距離）、 swMateANGLE（角度）、 swMateUNKNOWN。從而提高設(shè)計質(zhì)量 ,縮短設(shè)計試制周期，降低試制費用，增強產(chǎn)品的市場競爭能力。 本論文從論文選題到論文完成及修改都是在他的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。 。在此，謹向我的導(dǎo)師表示衷心的感謝！ 感謝曾經(jīng)教育過我的辛勤工作、無私奉獻的老師們，以及提供便利條件的資料室和實驗室的老師！ 感謝我的同學 ,他們對我在論文的寫作過程中給予了各個方面的指導(dǎo)和幫助！ 感謝各位評委老師，在百忙之中抽出時間對本文進行審閱和參加答辯。Mechanism andMachineTheory, 2021 (35): 117 — 130 [10]Deng G, NakanishiT. Bending load capacity enhancement using an asymmetric tooth profile. JSME Int J, 2021, 46(3) : 1171 [11]Litvin F L, Lian Q. Asymmetric modified gear drives: reduction ofnoise, localization of contact, simulation ofmeshing and stress analysis. Computer Methods Appl Mech Eng, 2021 (188): 363 32 致謝 在論文完成之際，首先向我的導(dǎo)師鄧海順老師表示我最誠摯的謝意。 本系統(tǒng)通過調(diào)用 SolidWorks 軟件具有裝配功能的 API 函數(shù)，能夠自動實現(xiàn)齒輪泵的裝配，并且可以對其進行質(zhì)量檢測、體積檢測和干涉檢查等操作，從而實現(xiàn)齒輪泵的虛擬裝配，制作出齒輪泵的虛擬樣機，如圖 53 所示 。 使用配合關(guān)系， 可以 相對于其它零部件來精確地定位零部件， 同時也 可定義零部件如何相對于其它的零部件移動和旋轉(zhuǎn) ，在這里主要研究的是零件配合時相互的定位關(guān)系。在構(gòu)思、開發(fā)與改進模型設(shè)計的重復(fù)過程中，用約束管理來保持特定部件間的約束關(guān)系，相互關(guān)聯(lián)的配合不變。其中最重要的是齒輪的參數(shù)計算，為制造方便，齒輪泵的齒輪通常采用增一齒修正法，其參數(shù)計算不同于通常的齒輪設(shè)計，如圖 51： 設(shè)計計算模塊根據(jù)已知的齒輪泵工作壓力、負載、轉(zhuǎn)速等設(shè)計參數(shù)，設(shè)計計 28 算齒輪泵各零件的結(jié)構(gòu)尺寸，并根據(jù)計算公式及設(shè)計經(jīng)驗進行優(yōu)化選型。 齒輪泵的參數(shù)化造型設(shè)計 參數(shù)化造型設(shè)計是 SolidWorks 軟件核心功能之一，包括集成化線框、曲面和實體造型、二維草圖設(shè)計以及基于特征的造型等。齒輪泵與柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本、抗污染能力強及維護要求低的優(yōu)點，且齒輪泵應(yīng)用廣泛，型號較多，開發(fā)齒輪泵的參數(shù)化虛擬設(shè)計系統(tǒng)，有著重要的實際應(yīng)用意義和現(xiàn)場應(yīng)用價值。 變量桿在嚙合長度最大時與豎直方向的夾角 015?? ， 4. 83 , 4R mm d mm??。 1D 與從動軸配合 ，故 1D = 25mm 。 從動軸上 通用 O 型密封圈 24 通用 O型密封圈 圖形如下所示 ： 圖 43 通用 O 型圈結(jié)構(gòu)圖 表 42 通用 O 型圈（代號 G）尺寸 項目 1d /mm 極限偏差 /mm 2d /mm 極限偏差 /mm 軸徑 d 12mm ? ? 軸徑 d 57mm ? ? 軸徑 d 25mm ? ? 活塞 d 57mm ? ? 小圓螺母的設(shè)計計算 從動軸上的小圓螺母如下圖所示： 標記示例： 螺紋規(guī)格 DP? = 12 ? ，材料 45 鋼，槽或全部熱處理后硬度為 34 ~ 45HRC ,表面氧化的小圓螺母的標記： 螺母 810 88 12 M?? 注 : ① 槽數(shù) n ： 100 2 , 4 。因為鑄鐵是脆性材料，所以其許用拉伸應(yīng)力 ??? 的值應(yīng)取屈服極限應(yīng)力， 即此處 ? ? ? ? 350s M Pa???? 。 1066 31 0 1 0 1 56 0 6 0 1 0 0 0 0 .3 7 7 1 6h CL nP?? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? h? 滿足壽命，故合格。 為了防止這種破壞，首先必須盡可能減少軸的撓度， 其受力簡圖所 圖 38 軸的剛度分析圖 撓曲線方程 223 4 . , 04 8 2 2F x l ly l xEI????? ? ? ?????????，其中 l = 式中 E彈性模量，對于鋼 E = 510 2Nmm I截面 C 的軸慣性力矩， I = ? 4d /64（ 4mm ） F作用在從動齒輪上的徑向力（ N ） 17 則 2 32m a x2. 2 3 4.48 2 48llF l Fly y lEI EI????? ? ? ????????? 代入數(shù)據(jù)得 ? ? 3 5m a x5 2 4 45 6 8 . 4 1 8 . 6 3 . 5 1 1 04