【導(dǎo)讀】機油泵是內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)的心臟，它的好壞直接影響內(nèi)燃機的可靠性和耐久性。證機油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)。在運用Pro/E進行立體建模，對機油泵的機構(gòu)進行分析和了解，并進行。在Pro/E立體建模后將所建立的模型各個零件即有這些零部件組成的裝。配模型導(dǎo)入AutoCAD中，進行標注。在設(shè)計中選取的是金杯面包車上發(fā)動機的機油泵，該機油泵為齒輪形式。發(fā)出同類的更為先進的產(chǎn)品技術(shù)。

　　

【正文】 散項 。 計算結(jié)果及其分析 設(shè)置完成后求解，對油溫 85℃ 出口壓力 轉(zhuǎn)速 1 400 r/min 工況下機油泵內(nèi)部流場進 行可視化仿真，并分析其內(nèi)部流場壓力和速度變化。 可視化仿真分析 ： 齒輪順時針旋轉(zhuǎn)，右邊齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)，由于齒輪轉(zhuǎn)動，進油區(qū)和壓油區(qū)的容積發(fā)生變化 從的壓力云圖中可知，進油區(qū)的壓力降低，壓油區(qū)的壓力升高，這是因為進油區(qū)的容積由于齒輪脫離嚙合以及機油不斷被帶到出油區(qū)而增大，區(qū)內(nèi)產(chǎn)生一定的真空，使油底殼內(nèi)的機油在大氣壓作用下進入進油區(qū)，而壓油區(qū)的容積由于齒輪進入嚙合和機油不斷被帶入而減小，油壓升高，機油便由出油口排出。 圖 壓力云圖 下圖為下的速度矢量圖，從圖 的速度矢量圖中可以看出，左邊齒輪齒槽間的機油 順時針旋轉(zhuǎn)流進出油區(qū)，右邊齒輪齒槽間的機油逆時針旋轉(zhuǎn)流進出油區(qū)；低速區(qū)和高速區(qū)在兩齒輪間交替分布，對齒輪產(chǎn)生強烈的沖擊，影響齒輪使用壽命圖 所示為右邊齒輪齒頂與泵體之間的徑向間隙處局部放大時的速度矢量圖。 37 圖 速度矢量圖 從圖四可知，充滿在齒輪齒槽間的機油是逆時針旋轉(zhuǎn)，而齒輪齒頂與泵體之間的徑向間隙處的機油速度方向是順時針方向即由壓油區(qū)流向進油區(qū)，即徑向間隙的泄漏，流速能達到 13m/s。 圖 所示為機油泵困油區(qū)局部放大時的壓力云圖 圖 所示為機油泵困油區(qū)局部放大時的壓力云圖 從圖 中 可以看出，最大壓力出現(xiàn)在齒輪進入嚙合處能達到 區(qū)容積減小導(dǎo)致油壓升高。圖 5 中還可以發(fā)現(xiàn)有負壓產(chǎn)生且發(fā)生在齒輪脫離嚙合處，這是由于進油區(qū)容積增大導(dǎo)致油壓降低，最小壓力能達到 氣泡破滅時，在瞬時產(chǎn)生極大的沖擊力，齒輪表面經(jīng)受這種沖擊力的多次反復(fù)作用，易造成其表面損傷和破壞，即氣蝕現(xiàn)象。 38 圖 所示為機油泵困油區(qū)局部放大時的速度矢量圖 從圖六可以看出最大流速發(fā)生在齒輪嚙合處，最大值能達到 ，機油要不斷承受兩齒輪的擠壓，兩齒輪間容積要在短時間內(nèi)變化，所以速度 變得很大。 另外從圖六中還可看出困油區(qū)泄漏機油流速方向是從壓油區(qū)流向進油區(qū)，且與齒輪轉(zhuǎn)動方向一致，即齒面接觸處泄漏。這是因為齒輪嚙合時接觸不好，壓油區(qū)與進油區(qū)之間有間隙且壓油區(qū)比進油區(qū)油壓等因素影響作用的結(jié)果。 本章小結(jié) 按照前面設(shè)置的參數(shù)，對溫度 85℃出口壓力 MPa 轉(zhuǎn)速 1 400 r/min 工況下進行了模擬，可以模擬得到瞬時出口質(zhì)量流量，其結(jié)果是 452 73 kg/s 通過實驗得知，在上述工況下，出口體積流量為 L/min，相對誤差是 %從相對誤差中可以看出，盡管兩 者之間存在誤差，但是還是能夠基本反應(yīng)機油泵內(nèi)部流場的流動情況，可以為內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)機油泵的開發(fā)和選型設(shè)計提供新的研究方法和技術(shù)支持。 39 第 5 章機油泵流量與校核計算 機油泵的流量計算 齒輪油泵平均流量的計算 齒輪泵的平均流量公式為： Q=2πzbmn （ ） 式中 , Q — 流量； z — 齒數(shù)； m — 端面模數(shù)； b — 齒寬； n — 轉(zhuǎn)速。 根據(jù)資料金杯面包車的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 1400r/min 齒輪的模數(shù) m= 齒數(shù) z=10 Q=2π101400≈ 當其他參數(shù)一定時，增大齒寬，可增大流量，減少漏油，提高效率，同時為了保證齒輪的連續(xù)傳動條件 bqTA ， 取齒寬為 10 倍的模數(shù)， bqTA 為同一齒面上凸齒面接觸點與凹齒面接觸點的軸向距離 。 齒輪油泵 轉(zhuǎn)數(shù) 在設(shè)計齒輪泵時，一般都是先給定流量 Q，壓力 P和油的物理特性。必須先確定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速愈高齒輪泵的輪廓尺寸越小，但是轉(zhuǎn)速不能過高因為受到產(chǎn)生氣蝕的限制。 ? ?12μ N d 1 3 .3 P ξ + 0 .5 5 () 式中 , μ — 黏度； N — 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)； d — 節(jié)圓直徑； P — 入口壓力； 齒輪的節(jié)圓 d=30mm 設(shè)入油孔的進油壓力設(shè)為大氣壓力 P= 40 發(fā)動機運用的機油牌號為 CD15W/40，機油密度為 857 kg/m3， 黏度 μ = N＜ 30/（ ＋ ） = 理論流量 在根據(jù)氣蝕設(shè)計發(fā)生界限而確定出轉(zhuǎn)速后，從所要求的單位時間流量 Q，即可算出每一轉(zhuǎn)的理論流量 thV ： th v60QV = NZ () thV 的計算公式具有下列一般形式： ? ? ? ? ? ?22 2 2 2 2 2t h 2 2 0 01bV= π b R R i R R 1 i l 1 i tg β1 2 1 2????? ? ????? () 式中 , b— 齒寬； 一般情況下，由于齒輪泵兩個齒輪相同所以 （ 4） 改寫為： 2 2 2 2 2t h 2 0 vπ b 1 1V = A t b t g β2 3 3?????? （ ） 式中 , A — 中心距離； 2D — 齒輪外徑 若忽略不計間隙的影響： ? ?2D = m Z + 2 。 () A=mZ。 0nt=πmcosα 所以 （ 5） 可以改寫為 [12]： 22th n2V 1= Z + 1 π c o s α2 π b m 1 2 （ ） Vth=2πbm178。（ Z+11/12π178。cos178。αth） =2178。（ 10+178。/12cos178。20176。） = = 41 一般齒輪泵的計算流量與實測值不太吻合。但如果用測面積儀來測量出齒搪面積和封閉面積以決定流量時再注意對待像上面講到的齒側(cè)隙處理方法，那么理論公式與實測量值是相當符合的。 半圓鍵的強度校核 半圓鍵聯(lián)接受額定轉(zhuǎn)距 T0作用時，鍵的側(cè)面受擠壓，主截面受剪切力，可能的失效形式是工作面壓潰或鍵剪斷。對于實際采用的材料和按標準選用的 半圓 鍵來說，壓潰是主要的失效形式。因而 半圓 鍵聯(lián)接的強度常按鍵側(cè)的擠壓應(yīng)力來計算。 軸與輸入端用單鍵聯(lián)接，其擠壓應(yīng)力為： c＝ 32T 10kld? ≤ [σ ] （ ） 式中 : σ— 鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力 (Pa)； k— 鍵與聯(lián)軸器的接觸高度，對平鍵可取鍵高的一半， k=h/2； T— 額定轉(zhuǎn)距 (Nm)； d— 軸的直徑 (m)； D— 鍵的工作 半徑 (m)； — 鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力 (Pa)； 根據(jù)測量建的大小尺寸為軸直徑 d=13mm，建的寬度 b=，高度 h=建的半徑為 D=7mm ，工作長度 l=10mm,k=h/2=。其壓力為： σ= 32T 10kld? = MPa＜ [σ]=110MP 鍵符合強度要求。 本章小結(jié) 在本章中主要是對機油泵各個數(shù)據(jù)的分析與計算，通過計算 得出 出了機油泵的平均流量、機油泵的齒輪油泵的轉(zhuǎn)數(shù)和理論流量。 并對齒輪與軸的鏈接件進行校核，得出符合強度要求的結(jié)論。 42 結(jié) 論 通過對齒輪油泵拆解 了解機油泵的結(jié)構(gòu)特點和工作原理。在用游標卡尺對機油泵的各個零部件進行測量，得出各部件的尺寸，并分析表面的粗糙度。 在 Pro/E 的建模過程中，運用拉伸、掃描和參數(shù)關(guān)系 輸入的方式，在系統(tǒng)建立 模型。在建立好模型后，規(guī)格不件進行軸向定位、表面定位等定位方法建立起總裝模型，并對其進行相應(yīng)的分析，并建立動畫效果說明其工作原理和運動方式。 在建模過程中較難的部分在于齒輪的模型建立，以及機油泵的動態(tài)仿真。 本設(shè)計 根據(jù)車用發(fā)動機齒輪機油泵的試題測量數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)， 逆向設(shè)計出新的齒輪油泵。機油泵的進油油孔附近的壓力為大氣壓 ，出油孔的壓力為 。機油泵的平均流量是 ，理論流量是 。 通過這次設(shè)計更進一步了解了發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的工作原理和機油泵的結(jié)構(gòu)特點。并能夠熟練運用 Pro/E 進行建模 、 分析。能將 Pro/E 零件圖導(dǎo)入 AutoCAD程序 中輸出成為二維圖，進行規(guī)范的標注繪制成正規(guī)圖紙 。 逆向工程開辟了制造零件和模具的新途徑。采用 Pro/ E 軟件的逆向技術(shù) ,不僅能實現(xiàn)新產(chǎn)品的快速開發(fā) ,而且能實現(xiàn)產(chǎn)品原型設(shè)計生產(chǎn)和模具設(shè)計制造的系統(tǒng)集成 ,大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期 ,在實際工程中應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛 ,具有良好的發(fā)展前景。 43 參考文獻 [1]李寶順，液壓與氣動 [D]。 2020 年第 4 期。 [2] 黃安貽，董啟順，液壓傳動 [M]。西安交通大學(xué)出版社， [3] 張利平，液 壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計 [D]。化學(xué)工業(yè)出版社， [4] 馬蘭，機械制圖。機械工業(yè)出版社， [5] 馬秋生，機械設(shè)計基礎(chǔ)。機械工業(yè)出版社， [6] 賈志欣 陳俊華 童森林 陳維杰，基于 Pro/ E軟件的逆向工程技術(shù)研究與應(yīng)用 [D]。浙江大學(xué)， 2020 [7] 姜楠，產(chǎn)品的逆向設(shè)計法研究 [M]。揚州大學(xué)工學(xué)院， 2020 [8] 劉紅政， 產(chǎn)品設(shè)計重用中的創(chuàng)新方法研究 [M]。浙江大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，2020 [9] 周振寶，齒輪泵殼體加工工藝分析 [M]。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 [10] 尹青松，基于 PRO／ E 軟件的逆向工程產(chǎn)品設(shè)計 [D]。深圳創(chuàng)維集團研究院， 2020 [11] 王宵 逆向工程技術(shù)及其應(yīng)用 [M]。 2020 [12] 林清安 PRO/ENGINEER 零件設(shè)計 (高級篇 ) [D]。 2020 [13] 馬軍 基于 PROE 的逆向工程關(guān)鍵技術(shù)研究 [D]。 2020 [14] 趙福臣 .鄭袖 .張水車 基于 CMM 及 Pro/E 的集成逆向工程系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用研究 機械工程師 2020(4) [15] Taman Varady, Ralph R Martin, Jordan Coxt Reverse engineering of geometric modelsan introduction [J], ComputerAided Design. 1997(29) [16] SDRC/Imageware. Basic reverse engineering with surfacer training guide. 1999 44 致 謝 歷經(jīng)近四個月的畢業(yè)設(shè)計將要接近尾聲， 在本設(shè)計完成之際，首先向我的導(dǎo)師臧杰 老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。 臧 老師 平日里工作繁多，但子我做畢業(yè)設(shè)計的每個階 段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。可以說，安 平易近人，學(xué)識淵博， 他的 治學(xué)嚴謹 和 處理問題認真求實的作風一直影響著我， 也 是我 一生學(xué)習(xí) 的 榜樣 ， 并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 我還要感謝寢室的同學(xué)，他們對我?guī)椭艽螅业漠厴I(yè) 設(shè)計才得以 順利 完成。但 是 由于知識水平的局限，缺乏實際經(jīng)驗， 畢業(yè) 設(shè)計還存在 缺點與 不足， 有 需要改進的地方 。對于這些不足，我會在今后的工作、生活中努力去改正，并利用自已所學(xué)到的知識， 為人民服務(wù)，為社會服務(wù)。 此外還要感謝 我的父母，正是因為他們給予我 關(guān)懷 ， 鼓勵我，本次畢業(yè)設(shè)計才得以順利完成。最后預(yù)祝黑龍江 工程學(xué)院發(fā)展越來越好， 汽車工程系越來越好 ！