【導(dǎo)讀】動力裝置，特別是在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用更廣泛。變量齒輪泵內(nèi)有一對相互嚙合的外齒輪，其中一個為軸向位置確定的外齒輪，另一個則為可沿軸向移動的外齒輪，可沿軸向移動。變量齒輪泵是一種恒壓力型變量齒輪泵，主要用于液壓機(jī)械變量供油和其它液狀。流體需變量調(diào)節(jié)或變量自動控制的泵類產(chǎn)品。由于它的結(jié)構(gòu)簡單，流量調(diào)節(jié)方便，使液。泵，將在某些領(lǐng)域成為齒輪泵的換代產(chǎn)品。

　　

【正文】 ? ? ? 350s MPa??? 因此所選泵體的材料及其尺寸滿足要求。 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數(shù) 4n? ，均勻分布 ， 1123 , mm b mm??。 密封圈的設(shè)計(jì)計(jì)算 主動軸軸承端蓋處的氈封油圈 氈封油圈 如下圖所示 ： 圖 42 氈封油圈結(jié)構(gòu)圖 表 41 氈封油圈 和溝槽尺寸 軸徑 d/mm 1d /mm D/mm b/mm 0d /mm 0D /mm 1b /mm 2b /mm 22 21 32 1d? 11d? 根據(jù)上表可得 0 1 23dd? ? ? mm , 0 11 33DD? ? ? mm 另外 B=8mm 。 從動軸上 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 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 。 105 2 , 6D M n D M n? ? ? ? ? ? ② 材料： 45 鋼 25 圖 44 小圓螺母結(jié)構(gòu)圖 表 43 小圓螺母相關(guān)尺寸 mm 螺紋規(guī)格DP? kd m h t C 1C max min max min 12 ? 22 6 4 2 26 變量機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 45 變量機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 此結(jié)構(gòu) 與右泵蓋的外凸部分配合并用 M3 的開槽圓柱頭螺釘與泵蓋連接，變量桿與從動軸連 接。當(dāng)變量桿來回擺動時，從動軸作軸向的來回移動，從而由從動軸帶動齒輪來回移動，進(jìn)而改變兩齒輪的嚙合長度 。而當(dāng)兩齒輪的嚙合長度改變其流量也隨之改變， 由此實(shí)現(xiàn) 齒輪泵的變量。 1D 與從動軸配合 ，故 1D = 25mm 。 由于齒輪的嚙合長度最少為 13LB? ,設(shè)其最少長度為 13LB? ,則 變量桿的軸向擺動距離 22 1 5 1 033B m m? ? ? ? ?。 D與泵蓋配合，則 D=59mm ，取 0 70D mm? ，其配合的長度 2 13L mm? 。 另外設(shè)計(jì)變量機(jī)構(gòu)的總長 70L mm? ，取 0 30L mm? ， 1 10L mm? 。 變量桿在嚙合長度最大時與豎直方向的夾角 015?? ， 4. 83 , 4R mm d mm??。 變量機(jī)構(gòu)突出的部分為了使其不與 1D 所在的孔相連，則取 20H mm? 。 27 第 5 章 基于 SolidWorks 的齒輪泵的虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng) 引言 齒輪泵是一種應(yīng)用廣泛的液壓泵，它與其它液壓泵一樣，為液壓系統(tǒng)提供動力，保證液 壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，齒輪泵的工作原理是通過兩個齒輪輪齒的互相嚙合，實(shí)現(xiàn)密封容積的變化，從而達(dá)到輸出具有一定能量的油液目的。目前，齒輪泵的工作壓力已接近柱塞泵，組合負(fù)載傳感方案為齒輪泵提供了變量的可能性，這意味著齒輪泵與柱塞泵之間原有清楚的界限變得愈來愈模糊了。齒輪泵與柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本、抗污染能力強(qiáng)及維護(hù)要求低的優(yōu)點(diǎn)，且齒輪泵應(yīng)用廣泛，型號較多，開發(fā)齒輪泵的參數(shù)化虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)，有著重要的實(shí)際應(yīng)用意義和現(xiàn)場應(yīng)用價值。 SolidWorks 是一套基于 Windows 的 CAD/CAE/CAM/PDM 桌面 集成系統(tǒng)，是美國 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)。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。SolidWorks 通過 OLE 技術(shù)為用戶提供了強(qiáng)大的二次開發(fā)接口，凡是支持 OLE 編程和 COM 組件對象模型的開發(fā)工具，都是可以用于 SolidWorks 的二次開發(fā)，創(chuàng)建出用戶定制的、專用的 SolidWorks 功能模塊，這些都為實(shí)現(xiàn)齒輪泵的虛擬設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 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。它提供尺寸驅(qū)動的幾何變量，用交互式方法檢查模型變化的結(jié)果，其模型可智能化。參數(shù)化造型虛擬技術(shù)通過記錄幾何體間的所有依存關(guān)系，自動捕捉設(shè)計(jì)者的意圖。 齒輪泵零部尺寸計(jì)算 齒輪泵的零部件的尺寸計(jì)算是整個齒輪泵虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，主要是主、 從動齒輪的參數(shù)計(jì)算和傳動軸的參數(shù)計(jì)算的參數(shù)計(jì)算等，要分別編制齒輪參數(shù)計(jì)算模塊、傳動軸計(jì)算模塊等計(jì)算模塊。其中最重要的是齒輪的參數(shù)計(jì)算，為制造方便，齒輪泵的齒輪通常采用增一齒修正法，其參數(shù)計(jì)算不同于通常的齒輪設(shè)計(jì)，如圖 51： 設(shè)計(jì)計(jì)算模塊根據(jù)已知的齒輪泵工作壓力、負(fù)載、轉(zhuǎn)速等設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì) 28 算齒輪泵各零件的結(jié)構(gòu)尺寸，并根據(jù)計(jì)算公式及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化選型。 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)。 在自下而上設(shè)計(jì)方法中，先設(shè)計(jì)單個零件，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)動零件和裝配體的設(shè)計(jì)。 例如，齒輪泵的外殼體的內(nèi)表面和齒 輪泵的主、從動齒輪的齒頂應(yīng)該互相配合，由此可以采用自上而下的設(shè)計(jì)方法，將齒輪泵的兩個齒輪配合生成裝配體，在這個裝配體中通過添加外殼體零件，從而達(dá)到二者之間的互相關(guān)聯(lián)。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。一個約束關(guān)系能使許多零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動進(jìn)行，并可保證設(shè)計(jì)對零部件間所要求關(guān)系的一致。 圖 52 齒輪泵的虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)主界面 29 利用 VB 調(diào)用 SilidWorks 利用下面一段程序就可以通過可視化編程軟件 VB 調(diào)用 SolidWorks軟 件，如圖 52 所示，就是利用 VB 開發(fā)出的齒輪泵的虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主界面 。 Private Sub Command1_Click() Dim swApp As Dim Part As Set swApp = CreateObject() 齒輪泵的虛擬裝配模塊 齒輪泵由主動齒輪、從動齒輪、主動軸、從動軸等多個零件共同組成，這些零件被賦予了一定的約束關(guān)系，這樣的約束關(guān)系在 Solidworks 中被稱之為 配合關(guān)系 。 使用配合關(guān)系， 可以 相對于其它零部件來精確地定位零部件， 同時也 可定義零部件如何相對于其它的零部件移動和旋轉(zhuǎn) ，在這里主要研究的是零件配合時相互的定位關(guān)系。 在 Solidworks API 中可以使用的配合類型也有八種。 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。零件配合時還有三種相應(yīng)的對齊類型，這三種對齊類型定義在 and 中的 swMateAlign_e 列表中，分別是 swMateAlignALIGNED（同向?qū)R）、 swMateAlignANTI_ALIGNED（反向?qū)R）、 swMateAlignCLOSEST（最近處對齊）。 本系統(tǒng)通過調(diào)用 SolidWorks 軟件具有裝配功能的 API 函數(shù)，能夠自動實(shí)現(xiàn)齒輪泵的裝配，并且可以對其進(jìn)行質(zhì)量檢測、體積檢測和干涉檢查等操作，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 。 30 圖 53 齒輪泵的裝配系統(tǒng) 結(jié)論 以 三維設(shè)計(jì)軟件 SolidWorks 為基礎(chǔ)，結(jié)合可視化編程軟件 VB 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)。從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量 ,縮短設(shè)計(jì)試制周期，降低試制費(fèi)用，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭能力。 31 參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 第四冊 化工出版社 [2]《液壓傳動設(shè)計(jì)手冊》 化工出版社 [3]《液壓傳 動》 國防工業(yè)出版社 許賢良 [4]《 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 》 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 任濟(jì)生 唐道武 馬克新 [5]《 機(jī)床液壓傳動 》 機(jī)械工業(yè)出版社 俞啟榮 [6]BCBB型變量齒輪泵設(shè)計(jì)要點(diǎn) .機(jī)床與液壓， 1997 年第 5 期 丁萬榮 張世忠 [7]《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》 第八版 高等教育出版社 濮良貴 紀(jì)名剛 [8]MAXIM 1996 NEW RELEASES DATA BOOK Volume V [9]AlexanderKapelevich. 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