【正文】 B 開發(fā)的齒輪泵的虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有二大功能，一是可以完成齒輪泵主體的設(shè)計(jì)任務(wù)，只需改變齒輪泵的相關(guān)參數(shù)，就可以設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品；二是可以通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)齒輪的虛擬裝配，為齒輪泵的虛擬制造提供了基礎(chǔ)。 最后衷心感謝理解與支持我的爸爸媽媽 。感謝鄧?yán)蠋煂?duì)我學(xué)習(xí)上的悉心指導(dǎo)和生活上無微不至的關(guān)懷。 在 Solidworks API 中可以使用的配合類型也有八種。 圖 51 齒輪泵齒輪參數(shù)計(jì)算模塊 關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) SolidWorks 不僅支持傳統(tǒng)的自下而上的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且可以自上而下進(jìn)行設(shè)計(jì)。 SolidWorks 是一套基于 Windows 的 CAD/CAE/CAM/PDM 桌面 集成系統(tǒng)，是美國(guó) SolidWorks 公司于 1995 年 11 月研制成功的，它總結(jié)和繼承了大型 CAD軟件的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)全參數(shù)化的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)。 由于齒輪的嚙合長(zhǎng)度最少為 13LB? ,設(shè)其最少長(zhǎng)度為 13LB? ,則 變量桿的軸向擺動(dòng)距離 22 1 5 1 033B m m? ? ? ? ?。 泵體的強(qiáng)度計(jì)算可按厚薄壁圓筒粗略計(jì)算拉伸應(yīng)力 ? ，計(jì)算公式為 ? ?22220 .4 1 .3 .ey syeRR P M P aRR? ?? ? 式中： yR —— 泵體的外半徑 ? ?mm eR —— 齒頂圓半徑 ? ?mm sP —— 泵體的試驗(yàn)壓力 ? ?MPa 一般取試驗(yàn)壓力為齒輪泵最大壓力的兩倍，即 2 2 1 5 3 0sP P M P a M P a? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)可得 22 22 222 2 2 20 . 4 1 . 3 0 . 4 2 8 . 5 1 . 3 5 3 . 5. 3 05 3 . 5 2 8 . 5eysyeRR PRR? ? ? ? ?? ? ???MPa ? ? ? 350s MPa??? 因此所選泵體的材料及其尺寸滿足要求。 齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 齒輪的材料及齒數(shù)的選取 選取齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 220~ 240HBs 齒輪的齒數(shù)為 Z = 17 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式 ? ?321...H H E HdK T u ZZdu??? ??? 式中： HZ 區(qū)域系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 a = 20176。 IIIII 軸段在其內(nèi)部腔體內(nèi)，而腔體直徑為 57 mm ， 故 II IIId? =57mm ,取其長(zhǎng)度 II IIIl? =5 mm . 由一較大軸肩，取 III IVd? =25mm ，而其長(zhǎng)度為 III IVl ? =70 mm ； 同時(shí)在軸段 III 處也有一軸套其直徑 D =25mm 。 31及 167。截面 C 生雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里中軸的直徑最大，故截面 C 也不必校核。 = cosntFF ?? =176。 右端軸承的左端面采用軸肩進(jìn)行軸向定位，定位軸肩高度 h =2mm ，則VVId? =27mm ，并取長(zhǎng)度略長(zhǎng)些，取 VVIl? =32mm 。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ca aT KT? = = .Nmm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)選用 HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩為 160 .Nmm ，半聯(lián)軸器的孔徑 d = 19mm ，故取 I Id? = 19mm ，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L = 42mm ，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長(zhǎng)度 1L = 30mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 32 軸的結(jié)構(gòu)與裝配 為 了 滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， III 軸段右端需制出一軸肩，故取IIIII 段直徑 II IIId? = 19 +19 (~） = 22mm 。 缺點(diǎn)：抗雜質(zhì)能力 差 ；在高溫時(shí)油膜強(qiáng)度低易燒壞；運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力矩大；當(dāng)轉(zhuǎn)速很 低 時(shí)不易形成油膜易燒壞。 圖 31 齒輪泵壓出角與吸入角示意圖 6 從提高吸油性能和避免汽蝕的角度出發(fā)，希望吸入角 ? ′ 越大越好，一般在 45176。因此就有最高轉(zhuǎn)速的限制。從流量角度出發(fā)在齒輪分度圓直徑不變的情況下，齒數(shù)越少，模數(shù)越大，其輸出流量就 越大；從工 作性能出發(fā)，齒數(shù)減少后 對(duì)改善困油 現(xiàn)象 及提高機(jī)械效率有利， 其流量及壓力的脈動(dòng)增加，對(duì)于流量計(jì)的均勻性要求較高及使工作噪音盡量低，一般 Z ＝ 14~ 30之間。 I 變量齒輪泵的設(shè)計(jì) 摘要 齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、自吸能力強(qiáng)、抗油液污染能力強(qiáng)，在液壓系統(tǒng)中常用作動(dòng)力裝置，特別是在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用更廣泛。而對(duì)軸向并聯(lián)齒輪泵及流量計(jì)來說，齒輪的齒數(shù)滿足 Z ＝ 41K? （ K 為自然數(shù)）。允許的最高轉(zhuǎn)速與工作油液的粘度有關(guān)，粘度越大，允許的最高轉(zhuǎn)速就愈底。 ~ 90176。 確定高低壓腔尺寸 確定壓出角 （ 2? ? ） = 40176。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(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)略短一些，先取 IIl? =28mm 。 左軸承左端面采用軸承端蓋進(jìn)行定位，取軸承端蓋長(zhǎng)度為 12mm 。 = 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的計(jì)算簡(jiǎn)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(xiǎn)截面 。截面 V 和VI顯然更不必校核。 32得碳鋼的特性系數(shù) ~ ?? ? ，取 ?? = ~ ?? ? ，取 ?? = 于是，計(jì)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。 軸段 IVV 與軸段 IIIIV 有一軸肩，去軸肩高度為 ，則IVVd? =20mm 。時(shí)， 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(jī)械設(shè)計(jì)》 中表 106查得材料查的彈性系數(shù) HZ =189。 第 4 章 齒輪泵 其它部件的分析計(jì)算 軸承端蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算 在主動(dòng)軸上的左軸承采用軸承端蓋進(jìn)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?yàn)?100D mm? ，則在軸承端蓋上螺釘個(gè)數(shù) 4n? ，均勻分布 ， 1123 , mm b mm??。 D與泵蓋配合，則 D=59mm ，取 0 70D mm? ，其配合的長(zhǎng)度 2 13L mm? 。它具有零件設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、管理設(shè)計(jì)、繪制二維工程圖等功能，而且保持零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖保持相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)自上向下設(shè)計(jì)或自下而上設(shè)計(jì)，從而達(dá)到三者的同步，提高了設(shè)計(jì)效率和工作強(qiáng)度，在模具造型和工業(yè)設(shè)計(jì)等方面有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。 在自下而上設(shè)計(jì)方法中，先設(shè)計(jì)單個(gè)零件，然后再裝配成裝配體 ； 在自上而下設(shè)計(jì)方法中，使用裝配體內(nèi)部的布局來驅(qū)動(dòng)零件和裝配體的設(shè)計(jì)。 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。 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(jǐn)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(xiàn)的老師們，以及提供便利條件的資料室和實(shí)驗(yàn)室的老師！ 感謝我的同學(xué) ,他們對(duì)我在論文的寫作過程中給予了各個(gè)方面的指導(dǎo)和幫助！ 感謝各位評(píng)委老師，在百忙之中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱和參加答辯。 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(dòng)實(shí)現(xiàn)齒輪泵的裝配，并且可以對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)、體積檢測(cè)和干涉檢查等操作，從而實(shí)現(xiàn)齒輪泵的虛擬裝配，制作出齒輪泵的虛擬樣機(jī)，如圖 53 所示 。在構(gòu)思、開發(fā)與改進(jìn)模型設(shè)計(jì)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。 齒輪泵的參數(shù)化造型設(shè)計(jì) 參數(shù)化造型設(shè)計(jì)是 SolidWorks 軟件核心功能之一，包括集成化線框、曲面和實(shí)體造型、二維草圖設(shè)計(jì)以及基于特征的造型等。 變量桿在嚙合長(zhǎng)度最大時(shí)與豎直方向的夾角 015?? ， 4. 83 , 4R mm d mm??。 從動(dòng)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(hào) G）尺寸 項(xiàng)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(jì)計(jì)算 從動(dòng)軸上的小圓螺母如下圖所示： 標(biāo)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(biāo)記： 螺母 810 88 12 M?? 注 : ① 槽數(shù) n ： 100 2 , 4 。 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。 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 36 軸的受力分析圖 15 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(xiǎn)截面。 3 3 3 26 d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30. 2 0. 2 26 35 15 .2TW d m m m m? ? ? ? 彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 38 6. . 28947 .3828947 M N m m N m mM M P a M P aW??? ? ?? ? ? 扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 3 9 8 2 3 .5 .3 9 8 2 3 .5 1 1 .3 33 5 1 5 .2T TT N m m