基于solidworks的齒輪油泵設(shè)計(jì)_機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-15 10:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 近于一定值，它與轉(zhuǎn)速的關(guān)系不大，但轉(zhuǎn)速愈低，流量愈小，泄漏量與理論流量的比值愈大，容積效率愈低。為了避免容積效率嚴(yán)重下降，在實(shí)際工作中都不允許泵的轉(zhuǎn)速低于 300r/min。 表 流體粘度與齒頂圓線速度 液體粘度 v（ mm/s） 12 45 76 152 300 520 760 線速度u(m/s) 5 4 3 （ 3） 效率 av PPQ?? （ ） 式中： P—— 泵進(jìn)出口壓力差（ amp ） Q—— 流量（ l/s） aP —— 軸功率（ kw） 齒輪泵的能量損失主要是機(jī)械損失和容積損失，水力損失很小，可忽略不計(jì)。容積損失主要是通過(guò)齒輪端面與側(cè)板之間的軸向間隙，齒頂與泵體內(nèi)孔之間的徑向間隙和側(cè)齒接觸線的泄露 損失，其中軸向間隙泄露約占總泄露量的 75%80%，機(jī)械效率w? =，大流量泵機(jī)械效率低。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 齒輪幾何參數(shù)的要求 齒數(shù) z、模數(shù) m和齒寬 B 我們知道只要確定了 z、 m、 B，泵的結(jié)構(gòu)尺寸就大體確定了。泵的結(jié)構(gòu)尺寸確定后，再進(jìn)行有關(guān)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。 （ 1） 齒數(shù) z 的確定 齒數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)液壓泵的設(shè)計(jì)要求從流量、壓力脈動(dòng)、機(jī)械效率等各方面綜合考慮。從增大泵的排量考慮，在齒輪分度圓直徑不變的條件下，齒數(shù)越少，泵的外形尺寸小，模數(shù)越大，泵的排量就越大。從泵的性能考慮，齒數(shù)越少，對(duì)改善困油現(xiàn)象及提高機(jī)械效率有利，但是泵的流量及壓力脈動(dòng)增加。 目前齒輪泵的齒數(shù)一般為 z=6~20。由于低壓齒輪泵多應(yīng)用在機(jī)床上，故要求流量均勻，因此低壓齒輪泵的齒數(shù)多取為 13~20。齒數(shù)為 14~17 的低壓齒輪泵由于根切較小，一般不需要進(jìn)行修正。對(duì)于高壓齒輪泵，要求有較大的齒根強(qiáng)度。為了減少軸承的受力，要減少齒頂圓的直徑，這樣勢(shì)必要增大模數(shù)、減少齒數(shù)，因此高壓齒輪泵的齒數(shù)較少，一般 z=6~14。為了防止根切而削弱齒根強(qiáng)度，齒形要按照要求進(jìn)行修正。 中低壓齒輪泵對(duì)壓力和流量脈動(dòng)要求較嚴(yán)，通常取 z=1225，高壓泵為減小外形尺寸，一般取 z =614,對(duì)流量脈動(dòng)要求不高的粘性液體輸送泵可取 z=68。 （ 2）齒輪模數(shù) m的確定 對(duì)于低壓齒輪泵來(lái)說(shuō)，確定模數(shù) m主要不是從強(qiáng)度方面著眼，而是從泵的流量、壓力脈動(dòng)、噪聲以及機(jī)構(gòu)尺寸等方面考慮。 我們知道，模數(shù) m 越大，泵的排量就越大，并且當(dāng)齒輪節(jié)圓直徑一定時(shí)，對(duì)排量來(lái)講，增大模數(shù)比增加齒數(shù)有利。因此為了減少泵的體積，希望在可能的條件先盡量增大模數(shù)，減少齒數(shù)。但齒數(shù)太少將使液壓泵的流量和壓力脈動(dòng)增加，因此模數(shù)選擇要適 當(dāng)。 齒輪泵的排量公式： 33 10)/(2 ??? mBK zmV ? （ ） 根據(jù)上式可以計(jì)算出齒輪的模數(shù)，其中 B/m 可按推選數(shù)值進(jìn)行選取，計(jì)算得到的m 值要圓整到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 中低壓齒輪模數(shù)按表 。對(duì)工作壓力大于 10mPa 的高壓泵，應(yīng)考慮齒輪強(qiáng)度，需適當(dāng)增大模數(shù)。 表 流量與模數(shù) 流量 Q（ l/min) 模數(shù) m(mm) 410 1032 3263 63125 （ 3）齒寬 B 的確定 齒輪泵的流量與齒寬成正比，增加齒寬也可以相應(yīng)地增加流量。而齒輪與泵體及蓋板間的摩擦損失及容積損失的總和與齒寬并不成比例的增加，因此，齒寬較大時(shí)液壓泵的總效率較高。但對(duì)于高壓齒輪泵，齒寬不宜過(guò)大，否則將使齒輪軸及軸承上的載荷過(guò)大，使軸及軸承設(shè)計(jì)困難。一般對(duì)于高壓齒輪泵， B=（ 3~6） m。對(duì)于低壓齒輪泵， B=（ 6~10） m。泵的工作壓力越高，上述系數(shù)應(yīng)取得越小。齒寬按表 。 表 工作壓力與齒寬 工作壓力 P(mPa) 齒寬 b(mm) 2 （ 610） m 210 （ 48） m 10 （ 36） m 齒輪泵的工藝、材料及要求技術(shù) 目前使用的齒輪泵中，齒輪和軸通常做成整體。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便。對(duì)于尺寸較大的齒輪泵，齒輪和軸可以做成分離式，齒輪和軸之間采用鍵聯(lián)接，這樣的結(jié)構(gòu)工藝性好，加工齒輪側(cè)面較容易，在平面磨床 上加工相同的齒寬很容易得到保證。 齒輪泵通常采用的零件材料有：泵體和端蓋采用鑄鐵或鋁合金，齒輪和軸采用 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 45 鋼、 40Cr、 20CrMnTi、 20Cr、 38CrMoAl 等材料（前面兩種用于低壓齒輪泵，后面三種用于高壓齒輪泵）。材料經(jīng)滲碳氮化處理，表面硬度達(dá) 60~62HRC，心部硬度28~44HRC，使齒輪具有較高的耐磨性和沖擊韌性；淬火后的工作表面必須磨光。軸套一般采用 40 鋼、 40Cr 和青銅。 齒輪泵主要零件的技術(shù)要求如下：①泵體內(nèi)孔錐度和圓度小于 。 ②齒頂圓和泵體配合； ③泵徑向間隙一般為 ~； ④一對(duì)齒輪寬度誤差小于~,一對(duì)齒輪同側(cè)軸套寬度誤差小于 ~； ⑤齒輪軸孔和齒頂圓之間的偏心量小于 。 ⑥用涂色法檢查，在齒高方向上齒輪嚙合長(zhǎng)度大于65%，在齒寬方向上齒輪嚙合長(zhǎng)度大于 60%；⑦齒輪表面粗糙度為 m,齒輪兩側(cè)面表面粗糙度為 m，軸頸的表面粗糙度為 m，泵的其他主要密封滑動(dòng)面（如軸套內(nèi)孔面、軸套側(cè)面、齒頂圓表面及泵殼體內(nèi)表面等）的表面粗糙度一般為 m；⑧軸圓度及錐度小于 。 ⑨泵體中心便心 距偏差小于 ~ ,中心線平行度小于 ~。 齒輪泵主要部件參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一個(gè)直齒圓柱中低壓齒輪泵由以上要求，綜合考慮現(xiàn)初步確定一對(duì)嚙合的齒輪齒數(shù) z=16,模數(shù) m=3，齒寬定為 b=20 ，電機(jī)轉(zhuǎn)速 20xxr/min2500r/min，工作壓力 P=（ ）中要求。 表 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸公式表 名 稱(chēng) 符 號(hào) 計(jì) 算 公 式 齒數(shù) z 根據(jù)工作要求確定 模數(shù) m 由強(qiáng)度計(jì)算確定 分度圓直 徑 d d =mz 齒頂高 ah mhh aa *? 齒根高 fh mchh af )( ** ?? 全齒高 h h =fa hh? 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 齒頂圓直徑 ad aa hdd 2?? 基圓直徑 bd ?cosddb ? 齒距 p p = πm 齒厚 s s = πm/2 齒槽寬 e e = πm/2 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a 2/)(21 mzza ?? 齒隙 c mcc *? 基圓齒距 bp ?? cosmpb ? 法向齒距 np ?? cosmpn ? 壓力角 α 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) α=20176。 現(xiàn)加以驗(yàn)證： 由公式（ ），（ ），（ ）：
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