【導(dǎo)讀】機(jī)油泵是內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的心臟，它的好壞直接影響內(nèi)燃機(jī)的可靠性和耐久性。證機(jī)油在潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)。在運(yùn)用Pro/E進(jìn)行立體建模，對(duì)機(jī)油泵的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和了解，并進(jìn)行。在Pro/E立體建模后將所建立的模型各個(gè)零件即有這些零部件組成的裝。配模型導(dǎo)入AutoCAD中，進(jìn)行標(biāo)注。在設(shè)計(jì)中選取的是金杯面包車上發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵，該機(jī)油泵為齒輪形式。發(fā)出同類的更為先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)。

　　

【正文】 散項(xiàng) 。 計(jì)算結(jié)果及其分析 設(shè)置完成后求解，對(duì)油溫 85℃ 出口壓力 轉(zhuǎn)速 1 400 r/min 工況下機(jī)油泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn) 行可視化仿真，并分析其內(nèi)部流場(chǎng)壓力和速度變化。 可視化仿真分析 ： 齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，右邊齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，由于齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)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(jìn)油區(qū)的壓力降低，壓油區(qū)的壓力升高，這是因?yàn)檫M(jìn)油區(qū)的容積由于齒輪脫離嚙合以及機(jī)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(jī)油在大氣壓作用下進(jìn)入進(jìn)油區(qū)，而壓油區(qū)的容積由于齒輪進(jìn)入嚙合和機(jī)油不斷被帶入而減小，油壓升高，機(jī)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(jī)油 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)流進(jìn)出油區(qū)，右邊齒輪齒槽間的機(jī)油逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流進(jìn)出油區(qū)；低速區(qū)和高速區(qū)在兩齒輪間交替分布，對(duì)齒輪產(chǎn)生強(qiáng)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(shí)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(jī)油是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而齒輪齒頂與泵體之間的徑向間隙處的機(jī)油速度方向是順時(shí)針?lè)较蚣从蓧河蛥^(qū)流向進(jìn)油區(qū)，即徑向間隙的泄漏，流速能達(dá)到 13m/s。 圖 所示為機(jī)油泵困油區(qū)局部放大時(shí)的壓力云圖 圖 所示為機(jī)油泵困油區(qū)局部放大時(shí)的壓力云圖 從圖 中 可以看出，最大壓力出現(xiàn)在齒輪進(jìn)入嚙合處能達(dá)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(fù)壓產(chǎn)生且發(fā)生在齒輪脫離嚙合處，這是由于進(jìn)油區(qū)容積增大導(dǎo)致油壓降低，最小壓力能達(dá)到 氣泡破滅時(shí)，在瞬時(shí)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(jī)油泵困油區(qū)局部放大時(shí)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(dá)到 ，機(jī)油要不斷承受兩齒輪的擠壓，兩齒輪間容積要在短時(shí)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(jī)油流速方向是從壓油區(qū)流向進(jìn)油區(qū)，且與齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，即齒面接觸處泄漏。這是因?yàn)辇X輪嚙合時(shí)接觸不好，壓油區(qū)與進(jìn)油區(qū)之間有間隙且壓油區(qū)比進(jìn)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(duì)溫度 85℃出口壓力 MPa 轉(zhuǎn)速 1 400 r/min 工況下進(jìn)行了模擬，可以模擬得到瞬時(shí)出口質(zhì)量流量，其結(jié)果是 452 73 kg/s 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，在上述工況下，出口體積流量為 L/min，相對(duì)誤差是 %從相對(duì)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(jī)油泵內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)情況，可以為內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)機(jī)油泵的開(kāi)發(fā)和選型設(shè)計(jì)提供新的研究方法和技術(shù)支持。 39 第 5 章機(jī)油泵流量與校核計(jì)算 機(jī)油泵的流量計(jì)算 齒輪油泵平均流量的計(jì)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1400r/min 齒輪的模數(shù) m= 齒數(shù) z=10 Q=2π101400≈ 當(dāng)其他參數(shù)一定時(shí)，增大齒寬，可增大流量，減少漏油，提高效率，同時(shí)為了保證齒輪的連續(xù)傳動(dòng)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(diǎn)與凹齒面接觸點(diǎn)的軸向距離 。 齒輪油泵 轉(zhuǎn)數(shù) 在設(shè)計(jì)齒輪泵時(shí)，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(guò)高因?yàn)槭艿疆a(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(jìn)油壓力設(shè)為大氣壓力 P= 40 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用的機(jī)油牌號(hào)為 CD15W/40，機(jī)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(jì)發(fā)生界限而確定出轉(zhuǎn)速后，從所要求的單位時(shí)間流量 Q，即可算出每一轉(zhuǎn)的理論流量 thV ： th v60QV = NZ () thV 的計(jì)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(gè)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(jì)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(jì)算流量與實(shí)測(cè)值不太吻合。但如果用測(cè)面積儀來(lái)測(cè)量出齒搪面積和封閉面積以決定流量時(shí)再注意對(duì)待像上面講到的齒側(cè)隙處理方法，那么理論公式與實(shí)測(cè)量值是相當(dāng)符合的。 半圓鍵的強(qiáng)度校核 半圓鍵聯(lián)接受額定轉(zhuǎn)距 T0作用時(shí)，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(duì)于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的 半圓 鍵來(lái)說(shuō)，壓潰是主要的失效形式。因而 半圓 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度常按鍵側(cè)的擠壓應(yīng)力來(lái)計(jì)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(duì)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(cè)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(zhǎng)度 l=10mm,k=h/2=。其壓力為： σ= 32T 10kld? = MPa＜ [σ]=110MP 鍵符合強(qiáng)度要求。 本章小結(jié) 在本章中主要是對(duì)機(jī)油泵各個(gè)數(shù)據(jù)的分析與計(jì)算，通過(guò)計(jì)算 得出 出了機(jī)油泵的平均流量、機(jī)油泵的齒輪油泵的轉(zhuǎn)數(shù)和理論流量。 并對(duì)齒輪與軸的鏈接件進(jìn)行校核，得出符合強(qiáng)度要求的結(jié)論。 42 結(jié) 論 通過(guò)對(duì)齒輪油泵拆解 了解機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。在用游標(biāo)卡尺對(duì)機(jī)油泵的各個(gè)零部件進(jìn)行測(cè)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(guò)程中，運(yùn)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(jìn)行軸向定位、表面定位等定位方法建立起總裝模型，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析，并建立動(dòng)畫效果說(shuō)明其工作原理和運(yùn)動(dòng)方式。 在建模過(guò)程中較難的部分在于齒輪的模型建立，以及機(jī)油泵的動(dòng)態(tài)仿真。 本設(shè)計(jì) 根據(jù)車用發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪機(jī)油泵的試題測(cè)量數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)， 逆向設(shè)計(jì)出新的齒輪油泵。機(jī)油泵的進(jìn)油油孔附近的壓力為大氣壓 ，出油孔的壓力為 。機(jī)油泵的平均流量是 ，理論流量是 。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)更進(jìn)一步了解了發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作原理和機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并能夠熟練運(yùn)用 Pro/E 進(jìn)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(jìn)行規(guī)范的標(biāo)注繪制成正規(guī)圖紙 。 逆向工程開(kāi)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(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā) ,而且能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)生產(chǎn)和模具設(shè)計(jì)制造的系統(tǒng)集成 ,大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期 ,在實(shí)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(xiàn) [1]李寶順，液壓與氣動(dòng) [D]。 2020 年第 4 期。 [2] 黃安貽，董啟順，液壓傳動(dòng) [M]。西安交通大學(xué)出版社， [3] 張利平，液 壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì) [D]?；瘜W(xué)工業(yè)出版社， [4] 馬蘭，機(jī)械制圖。機(jī)械工業(yè)出版社， [5] 馬秋生，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。機(jī)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(jì)法研究 [M]。揚(yáng)州大學(xué)工學(xué)院， 2020 [8] 劉紅政， 產(chǎn)品設(shè)計(jì)重用中的創(chuàng)新方法研究 [M]。浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)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(jì) [D]。深圳創(chuàng)維集團(tuán)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(jì) (高級(jí)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(jī)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(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)將要接近尾聲， 在本設(shè)計(jì)完成之際，首先向我的導(dǎo)師臧杰 老師致以最誠(chéng)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(jì)的每個(gè)階 段，都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助?？梢哉f(shuō)，安 平易近人，學(xué)識(shí)淵博， 他的 治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn) 和 處理問(wèn)題認(rèn)真求實(shí)的作風(fēng)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(duì)我?guī)椭艽?，我的畢業(yè) 設(shè)計(jì)才得以 順利 完成。但 是 由于知識(shí)水平的局限，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)， 畢業(yè) 設(shè)計(jì)還存在 缺點(diǎn)與 不足， 有 需要改進(jìn)的地方 。對(duì)于這些不足，我會(huì)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(shí)， 為人民服務(wù)，為社會(huì)服務(wù)。 此外還要感謝 我的父母，正是因?yàn)樗麄兘o予我 關(guān)懷 ， 鼓勵(lì)我，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(lái)越好， 汽車工程系越來(lái)越好 ！