【文章內(nèi)容簡介】 種：1. 相對齒輪中心連線對稱布置的雙卸荷槽（1） 對稱布置的雙矩形卸荷槽；（2） 對稱布置的雙圓形卸荷槽。2. 相對齒輪中心線不對稱布置的雙卸荷槽（1） 向低壓側(cè)偏移的不對稱雙卸荷槽；（2） 向高壓側(cè)偏移的不對稱雙卸荷槽（有齒側(cè)間隙的泵一般不采用這種結(jié)構(gòu)） 。3. 單個卸荷槽（1） 僅吸油腔有卸荷槽；（2） 僅壓油腔有卸荷槽。卸荷槽的位置與齒輪泵的齒側(cè)間隙大小有關(guān)，無齒側(cè)間隙或間隙很小時，其距中心線的距離要小，只相當(dāng)于有齒側(cè)間隙的一半。一般齒輪泵大都具有齒側(cè)間隙。一般卸荷槽的形狀分矩形和圓形，在實際生產(chǎn)中相對中心線不對稱布置雙圓形卸荷槽應(yīng)用較為普遍。常用卸荷槽有如下幾種：對稱布置的雙卸荷槽的位置，應(yīng)作如下保證：（a） 當(dāng)困油容積開始由大變小、液體受擠壓時，該容積應(yīng)與壓油腔相通。（b） 當(dāng)困有容積最小時，吸油腔應(yīng)與壓油腔隔開；（c） 當(dāng)困油容積由小變大時，該容積應(yīng)與吸油腔相通。安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 （1）對稱布置的雙矩形卸荷槽圖 61 為一對稱布置雙矩形卸荷槽結(jié)構(gòu)圖。圖 61 雙矩形卸荷槽結(jié)構(gòu)圖圖中困油容積 VB正處于最小位置，兩個卸荷槽的邊緣正好與嚙合點 D、E 相接。兩卸荷槽之間的距離 a 應(yīng)保證困油容積 VB在到達最小位置前始終和壓油腔相通 VB在最小位置時，困油容積 VB既不與壓油腔相通也不和吸油腔相通。過了最小位置，又始終與吸油腔相通。因此對 a 的尺寸要求很嚴，若 a 太大，困油顯現(xiàn)不能徹底消除；若 a 太小又會使吸油腔與壓油腔相通，引起泄露，降低齒輪泵的容積效率。這種卸荷槽的的主要尺寸的計算公式如下：1）卸荷槽的間距 a(61)式中 為齒輪的嚙合角，A 為齒輪的實際中心距。?2）卸荷槽的最佳長度 c卸荷槽的最小長度 應(yīng)等于實際嚙合線長度 在中心線上的投影，卸荷槽的最佳min l長度 c 應(yīng)大于最小長度 ，使卸荷槽的兩端剛好與兩個齒輪的齒根圓相接。 即i(62)式中 R i為齒根圓直徑。02coscos??Azmtj?)2((2aRci??02coscos??Azmtj?高成心：齒輪泵設(shè)計及關(guān)鍵部件工藝設(shè)計 14 3）卸荷槽深度 hh 的大小影響到困油容積的排油的速度，它與模數(shù)有關(guān)，h 的數(shù)值可以參考下表：表 61 卸荷槽 h單位（mm）模數(shù) m 2 3 4 5 6 7 8深度 h 1 2 4 10（2）對稱布置的雙圓形卸荷槽如下圖 62 所示為有齒側(cè)間隙的雙圓形卸荷槽。只要使圓形卸荷槽的圓周與困油容積處于最小位置時的兩個嚙合點相交就可以達到協(xié)和的目的。圖 62 雙圓形卸荷槽結(jié)構(gòu)這種卸荷槽的主要尺寸計算方法如下：1）雙圓形卸荷槽最佳直徑 、zdg最佳直徑的確定原則是：圓形卸荷槽的圓周除了要與困油容積最小位置時的嚙合點相交外，還與齒輪的齒根圓相切，計算簡化公式如下：(63)2）圓形卸荷槽中心與齒輪中心連線的距離 、gbd(64)????????22)cos(4. ?jidg tRggdg aab???22)tn(4?安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 式中 為卸荷槽邊緣與齒輪中心線的距離。ga3）卸荷槽深度(65)有側(cè)隙的對稱雙卸荷槽，用于低壓齒輪泵已能滿足卸荷要求，但對于中高壓、高壓齒輪泵，尚有卸荷不完善的地方。為了徹底解決困油現(xiàn)象，采用向低壓側(cè)偏移的不對稱卸荷槽。無側(cè)隙（或側(cè)隙很小時）的對稱雙卸荷槽，因兩卸荷槽之間的的距離僅為有側(cè)隙卸荷槽的一半，卸荷是充分的，不需要向低壓側(cè)偏移的卸荷槽結(jié)構(gòu)。向低壓側(cè)偏移的不對稱卸荷槽的開設(shè)原則：在不使壓油腔和吸油腔溝通的前提下，使 V1再壓縮到最小位置時，始終和壓油腔相通，即兩個卸荷槽邊緣分別通過困有終了時的齒輪嚙合點 F 和困油開始時的齒輪嚙合點 C。圖 63 低壓側(cè)偏移不對稱卸荷槽這種卸荷槽主要尺寸計算方法如下：（1） 不對稱雙矩形卸荷槽1）高壓側(cè)的邊緣與齒輪中心線的距離 ga(66)2）卸荷槽最佳長度 、gcd (67))(22gigaR??(68)式中 為低壓側(cè)的邊緣與齒輪中心線的距離。da?02cos)(1???AZmg??didc高成心：齒輪泵設(shè)計及關(guān)鍵部件工藝設(shè)計 16 3）兩卸荷槽之間的距離 及卸荷槽深度 與對稱雙卸荷槽相同。ah 卸荷槽的計算通過前面的比較，本次設(shè)計的卸荷槽形式選用對稱雙矩形卸荷槽的形式，由前面介紹時可以得到計算的方法，已知中心距 A=56mm,齒數(shù) Z=14，模數(shù) m=4,壓力角 為0?20176。，代入公式得卸荷槽間距 a=02coscos??Azmtj????卸荷槽最佳長度 c=)2((2aRi?8.)2((??卸荷槽的深度已知齒輪模數(shù) m=4，根據(jù)表 61 可以得到齒輪泵的深度 h=2mm。圖 64 卸荷槽尺寸結(jié)構(gòu)所以最后卸荷槽設(shè)計尺寸如下圖 64。安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第 7 章 泵體和泵蓋的設(shè)計泵體的結(jié)構(gòu)本次設(shè)計采用的是成型鑄造，泵體的結(jié)構(gòu)選用的是泵蓋和泵體的兩片式結(jié)構(gòu)，泵體表面尺寸采用經(jīng)驗尺寸。 （1） （2） （3） （4） （5）圖 71 泵體、泵蓋的外部結(jié)構(gòu)由圖 71 可以看到，泵體在水平方向（3）圖看可以假設(shè)分為三個階段，第一階段主要為用于與泵蓋的連接；第二階段主要是泵的工作區(qū)，泵通過這部分來實現(xiàn)了油液的輸送，左右兩邊凸臺為齒輪泵的進、出油口；第三階段為輔助支撐階段，用于支撐軸和軸承的。齒輪泵內(nèi)部尺寸結(jié)構(gòu)可以根據(jù)齒輪、軸和軸承來確定。泵蓋的尺寸根據(jù)泵體和軸承可以確定。考慮泵體是采用鑄造成形，在第二、三階段采用 5176。的傾斜角度便于鑄造時可以方便取出泵體鑄件。由于外部結(jié)構(gòu)對齒輪泵的功能影響不大可以采用以往的經(jīng)驗數(shù)值進行設(shè)計，具體數(shù)值可參看附錄泵體的零件圖。泵蓋上的溢流閥結(jié)構(gòu)如下圖圖 72 溢流閥鋼球直徑為 ，閥的左端孔的直徑為 ，右端與螺紋連接段直徑為 。m10?m6?m18?高成心：齒輪泵設(shè)計及關(guān)鍵部件工藝設(shè)計 18 第 8 章 密封件的設(shè)計密封件的作用是為了使齒輪泵油腔理得有避免因為軸與泵體的連接部位有縫隙而泄露出泵的外面來，造成資源的損失和清潔的。本次設(shè)計中需要密封件的地方有軸與泵體的連接處、泵蓋與泵體連接處都需要密封，泵體與泵蓋連接處密封所用的是一種墊片結(jié)構(gòu)，具體尺寸可以根據(jù)泵體與泵蓋的連接面的尺寸來確定，具體結(jié)構(gòu)如圖 81圖 81 墊片的結(jié)構(gòu)軸與泵體連接處密封件根據(jù)軸的尺寸來確定的，與泵體連接處的軸的直徑為，因此可以確定密封件的內(nèi)徑為 ；環(huán)形部分厚度為 5mm，深度為 15mm，m20? m20?尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 82。圖 82 軸端密封件結(jié)構(gòu)圖安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 9 章 零件的校核 主動軸的校核 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩1P1n1T由前面軸的設(shè)計可知主動軸的傳動效率為 ，????，于是有主軸的轉(zhuǎn)矩min/1401rn?電 機T1= （Nmm） (91)???P因已知齒輪的分度圓直徑為（mm） (92)56121???mzd查參考文獻[3]（103）可知作用在齒輪上的切向力 Ft（N） (93)2563071dTFt齒輪所受的徑向力 Fr（N） (94)45tantan0?????r齒輪所受的軸向力 Fn（N） (95)132cos0?tnF 由軸的結(jié)構(gòu)可以做出州的計算簡圖。 如下圖 91。高成心：齒輪泵設(shè)計及關(guān)鍵部件工藝設(shè)計 20 圖 91 主動軸結(jié)構(gòu)計算簡圖軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ， ，??mNM?19584計算應(yīng)力MPa (96))35(958)(212 ?????WTMca??前面選定的軸材料的為 鋼的正火處理，查參考文獻 [3]表 151 得45MPa。因此 ＜ ，所以可以確定軸是安全的。??51?ca??1? 軸承的校核在設(shè)計時，通常是已知軸承所受的景象載荷 F（單位 N） 、軸頸轉(zhuǎn)速 n（單位為r/m）及軸頸的直徑 d（單位為 mm） ，然后進行以下驗算。 p(單位為 MPa)(97)式中：B 為軸承寬度 24mm（根據(jù)寬徑比 B/d 確定） ； [p]為軸瓦材料的許用應(yīng)力，MPa，查參考文獻[3]表 122，軸承材料為鋁基合金， 。??MPa35~28?軸承所受徑向力 F(98)代入數(shù)值可以得到??pdB??2rtF??安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 （N） (99)13451222 ????rtF＜ ???所以，滑動軸承所選材料強度驗算合格。符合設(shè)計的需要。 齒輪的校核 F（N） (910)13451222 ????rt T1(911))( mnP???? H?（912）式中 ?u F?（913）式中 為齒形系數(shù)， 為重合度系數(shù)與螺旋角系數(shù)的積取 。FSY?EY ???（914）式中 為疲勞強度安全系數(shù)，對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起S噪聲、振動增大，并不能立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取 。1?HS考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，稱為壽命系數(shù)。 分為 、 ,由參NK NKFN考文獻[3]圖 1018 可得 圖 1019 可得 。??HN??HEHZubdKF??????1????EFSVAtFYKbm???SKNlim??高成心：齒輪泵設(shè)計及關(guān)鍵部件工藝設(shè)計 22 齒輪的疲勞極限，彎曲疲勞強度極限值用 代入，查參考文獻[3]圖 10lim? FE?20（c）圖可得 ，查圖 1021（c）圖可得 。MPaH390lim? MPa320?齒輪的許用接觸應(yīng)力 ??H???齒輪的許用彎曲應(yīng)力 ??F?MPaSFEN6081329.??? K （915） 使用系數(shù)，AK查參考文獻[3]表 102 可得 。?A動載系數(shù)，查參考文獻[3]圖 108 可得 。VK ?VK齒間載荷分配系數(shù)，分齒間載荷接觸分配系數(shù) 和齒間載荷彎曲分配系? ?H數(shù) ，查參考文獻[3]表 103，本次設(shè)計齒輪為直齒輪故 = =1。F F齒向載荷分布系數(shù)，同樣分為 、 ，查參考文獻[3]表 104 可得?K?HKF，齒輪齒寬 B 與齒高 h 比 B/h≈3 查圖 1013 可得 。158.?H ??????? 齒輪的接觸疲勞強度計算 EZ查參考文獻[3]表 106 得= HZ??VA安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 因為齒輪為等變位系數(shù)，所以 ??2039。? （916）所以有 ??HEHtH MPaZubdFK ?? ?????????? 所以齒輪接觸疲勞強度合格。 齒輪的彎曲疲勞強度計算查參考文獻[12]圖 得 ?FSY ??FEFSVAtF MPaKbm ????? ????? 所以齒輪的彎曲疲勞強度合格。39。 ?H高成心：齒輪泵設(shè)計及關(guān)鍵部件工藝設(shè)計 24 第 10 章 工藝規(guī)程設(shè)計本次設(shè)計由于其他零件結(jié)構(gòu)簡單，故選擇泵體的工藝規(guī)程設(shè)計為例。 制定加工路線方案一表 101單位（ mm）工序號 工序內(nèi)容0 鑄造、清砂、退火10 粗銑、精銑 I 面20 鏜 及面孔753H??30 鉆、鉸及攻絲 6M8 螺孔40 鉆、鉸 2 ?50 銑卸荷面60 鉆鉸 2φ24 孔70 銑后端面80 鉆、攻絲 φ16 螺孔90 鉆、攻絲 φ12 螺孔100 鉆 2φ16 孔110 鉆 2φ20 孔120 鉆 φ2 斜孔最終檢查入庫方案二表 102單位（ mm）工序號 工序內(nèi)容0 鑄造、清砂、退火10 粗銑、精銑 I 面20 銑后端面安徽工程大學(xué)機電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 30 鉆鉸 2φ24 孔40 鏜 及面孔753H??50 鉆 2φ16 孔60 鉆 2φ20 孔70 鉆、攻絲 φ16 螺孔80 鉆、攻絲 φ12 螺孔90 鉆 斜孔3?100 鉆、鉸及攻絲 6M8 螺孔110 鉆、鉸 2 ?最終檢查、入庫 工藝方案的確定選擇機械加工工藝的順序的方法：零件主要表面及其他表面的機械加工順序，對組織生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成本有較大的作用，應(yīng)根據(jù)工序的劃分和定位基準的建立與轉(zhuǎn)換來決定。一般原則為：① 先粗后精。既粗加工半精密加工精密加工，最后安排主要表面的終加工順序。② 在各階段中，先加工基準表面，然后以它定位加工其他表面。③ 先加工主要表面，當(dāng)其達到一定精度后再加工次要表面。④ 先平面后孔。這是因為平面定位比較穩(wěn)定可靠，所以對于箱體、支架、連桿等類平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平面。⑤ 除用為基準的平面外，精度越高、粗糙度 值越小的表面應(yīng)放在后面加工，AR以防劃傷。⑥ 表面位置尺寸及公差標注方式也影響工序順序，應(yīng)力求能直接保證或使尺寸鏈數(shù)