【正文】 可以采用活動的月牙板，使泵具有徑向間隙的自動補償。月牙板的設(shè)計主要考慮月牙板與齒頂?shù)拈g隙。 內(nèi)嚙合齒輪泵的排量由一對嚙合的內(nèi)齒輪決定，因此設(shè)計從漸開線內(nèi)嚙合齒輪副開始。連接法蘭在這里主要是把齒輪泵和電機或其它動力輸出裝置連接起來，把電機或其它動力輸出裝置的扭矩傳遞給齒輪泵，然后齒輪泵在把機械能 (扭矩 )轉(zhuǎn)化為壓力能輸出。 齒輪泵的后 泵蓋結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示，其形狀規(guī)則、對稱，結(jié)構(gòu)比較簡單。 前泵蓋、后泵蓋的設(shè)計 前泵蓋的結(jié)構(gòu)簡圖 如圖 所示。 (3)運行結(jié)果并查看求解結(jié)果 ANSYS 計算完成后，通過后處理器來查看殼體的變形情況和等效應(yīng)力云圖。 泵殼體的材料為球墨鑄鐵時，選用的型號為 QT5007 時 , 它的彈性模量 10E Pa?? 、泊松比 ?? 、抗拉強度 500b MPa? ? 、密度 37300 /kg m? ? 、屈服點 320s MPa? ? 。 圖 泵體結(jié)構(gòu)圖 泵體的有限元分析 殼體是內(nèi)嚙合齒輪泵的重要部分，殼體的強度和剛度對于齒輪泵的質(zhì)量和工作性能有非常重要的影響，通過有限元分析模擬殼體在真實工況下的應(yīng)力 、 變形等情況，對提高產(chǎn)品的設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量提供一定的參考。球墨鑄鐵使得鑄鐵的機械性能取得了很大的提高特別是塑性和韌性得到了提高，使得球墨鑄鐵的的強度比碳鋼還高。在流體潤滑條 30 件下 PV 值可達 120MPa這里選用的是SF1T 齒輪泵專用滑動軸承。殼體的側(cè)面有兩 個平面凸 臺，里面有螺孔以及連接孔，用于連接管子 。所以，我們可以把出油孔設(shè)為阻尼孔，這樣既可以保證背壓腔中的壓力，又能夠向負壓油區(qū)提供液壓油。 大直徑的出油孔會影響到背壓腔壓力的穩(wěn)定性，使背壓腔的壓力有大的波動，干擾了浮動側(cè)板背壓腔與高壓油區(qū)壓力的平衡，從而使側(cè)板工作不穩(wěn)定。11tanbBC r ?? （ ） 有 公式 知： 39。 為了使背壓腔有效減小困油對泵產(chǎn)生的影響并且可以使油壓順利傳遞到背壓腔中，應(yīng)使背壓腔的進油孔盡可能與齒輪嚙合封閉腔相通，同時由于連接高壓油，應(yīng)使油口與低壓腔相隔絕以保持泵的容積效率。22r tanbBC ?? （ ） 2 2 2 2tanbaB A r ?? （ ） 有 公式 知： 39。 進出油孔的位置及大小 由上文知道，浮動側(cè)板上有兩個孔與背壓室相通，孔 a 和孔 c。因此，小孔 c 的直徑開得很小，起到了阻尼孔的作用。為了防止這段容積內(nèi)油液氣穴現(xiàn)象的發(fā)生，在浮動側(cè)板對應(yīng)的區(qū)域加工了小孔 c。進入低壓區(qū)后，這段密封容積要增大，即完成吸油動作。壓油腔的壓力有通過孔 a 進入背壓室后，就會在浮動側(cè)板上產(chǎn)生一個向下的壓緊力 tF 只，這個力稍大于壓油腔對動側(cè)板向上的反推力 fF ，從而使浮動側(cè)板緊緊貼在小齒輪和內(nèi)齒輪的輪齒端面上，減小了軸向間隙泄露，這時我們稱浮動側(cè)板所處的狀態(tài)為過平衡狀態(tài)。高油腔的壓力油經(jīng)側(cè)板上的通孔 a 與背壓室相通，當(dāng)高油腔的壓力升高時，背壓室內(nèi)的壓力也隨之升高。 5CrNiMO 具有很高的強度、韌性和耐磨性及良 26 好的淬透性 ； 它在室溫時和 500?600℃時的力學(xué)性能幾乎完全相同 ； 經(jīng)高頻淬火后再回火，其表面的硬度、耐磨性進一步加強。在某種程度上浮動側(cè)板的結(jié)構(gòu)、性能直接決定了泵的容積效率和壽命。 5CrNiMo 具有很高的強度、韌性和耐磨性及良好的淬透性 ； 它在室溫時和 500?600℃時的力學(xué)性能幾乎完全相同 ； 經(jīng)高頻淬火后再回火，其表面的硬度、耐磨性進一步加強。將 1z =23， 1s =，1R =， ? =， ? =, p? = 代入上式得 *h =。設(shè)計固定式月牙板，主要考慮月牙 板與齒頂之間的縫隙大小如何取舍。月牙板有固定式和活動式兩種。 內(nèi)齒環(huán)的材料 選取 40Cr，小齒輪的材料選取 20CrMnTi，這兩種合金鋼均有很高的強度、韌性，經(jīng)熱處理后有很高的硬度和耐磨性。 圖 齒輪軸的受力分析 （ 6）校核軸的強度 由前述計算可知，當(dāng)量彎矩最大的地方在齒輪軸向中心面上。徑向力是由沿齒輪圓周液體壓力產(chǎn)生的徑向力和由齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力所組成 [14]。 2）初步計算軸徑 選 C=100， 3min PdCn? = （ ） 考慮到軸端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，將其軸徑增加 4%?5%，故取軸最小直徑為30mm。所以，小齒輪和內(nèi)齒輪的齒面接觸強度滿足要求。 ○ 6 校驗小齒輪齒頂厚度 小齒輪齒頂厚度 20 11 1 114 t a n()2a a as d in v in vz? ? ? ???? ? ?== （ ） 1as 應(yīng)大于 （正火調(diào)質(zhì)鋼）或大于 （淬火鋼）。用插齒刀加工內(nèi)齒輪時，若出現(xiàn)這種干涉，內(nèi)齒輪將產(chǎn)生頂切現(xiàn)象（即切入頂切現(xiàn)象）。1 1 2 1ta n ( ) ta naz z z????=20 39。內(nèi)齒輪嚙合的情況與小齒輪相似，內(nèi)齒輪的齒廓同樣有一段非漸開線部分，因此，在嚙合時也應(yīng)避免產(chǎn)生過渡曲線干涉現(xiàn)象。當(dāng)內(nèi)齒輪和插齒刀的齒數(shù)差太小時，在切入進給的過程中便有可能產(chǎn)生切入頂切現(xiàn)象。為避免這一現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)保證： 39。 輪緣直徑 =（ 2fd +40） mm= 齒輪 的校核 ○ 1 校驗重合度 為使齒輪連續(xù)平穩(wěn)地傳動，必須保證重合度大于 1。*12 22afd d a c m? ? ?= （ ） 內(nèi)齒輪的齒頂圓直徑 39。02? = ○ 7 插內(nèi)齒輪時的中心距 39。 20o???? ○ 2 實際中心距 由于內(nèi)外齒輪的變位系數(shù)相同，故實際中心距等于理論中心距，即 39。 end end end end %篩選依據(jù)： 10%? ； ：?10； 14116， z2=20。newline39。D:\ 符 合 條 件 的 參 數(shù) .txt39。amp。amp。因此，采用列舉法，在 matlab中編碼計算出符合條件的模數(shù)、齒數(shù)。 內(nèi)嚙合齒輪副的參數(shù)選擇及計算 內(nèi)嚙合齒輪泵的流量公式為 222 111 2 c o s[ 2 (1 ) (1 ) ]12v zq m n b z z ????? ? ? ? （ ） 式中， 1n 為泵的轉(zhuǎn)速， b 為齒寬， v? 為容積效率。 0?? 。為此應(yīng)使 *2 21 cosahz ?? ? 對于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)齒輪，壓力角 020?? ，齒頂高系數(shù) *=1ah ，代入上式后得內(nèi)齒輪2z? 34。1 1 2 21 [ ( ta n ta n ) ( ta n ta n ) ] 12a a azz? ? ? ? ??? ? ? ? ? 式中， 39。同時，這對齒輪副也是內(nèi)嚙合齒輪泵的主要摩擦副之一。由于采用了滑動軸承；無困油現(xiàn)象；吸油腔的進口面積大，吸油充分，不會引起氣蝕現(xiàn)象；流量、壓力脈動小，所以噪聲只有 50?60dB，而外內(nèi)嚙合齒輪泵的噪聲一般有 70?80dB。隨著小齒輪的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，齒輪泵泵將重復(fù)上述的吸油、排油過程。小齒輪和內(nèi)齒環(huán)之間裝有 月牙板 7， 月牙 12 板由兩跟軸固定，這兩根軸穿過浮動側(cè)板，兩端支撐在泵體 4 和前泵蓋 8 上 。 由于漸開線齒輪的加工工藝已經(jīng)很成熟，制造成本低，本課題采用了漸開線齒形的內(nèi)嚙合齒輪泵。 擺線轉(zhuǎn)子泵的外轉(zhuǎn)子在泵體內(nèi) 圖 擺線轉(zhuǎn)子泵結(jié)構(gòu)簡圖 自由旋轉(zhuǎn)，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合必須有正確的偏心距。同 QT 泵一樣，外齒輪齒廓為直線，內(nèi)齒圈齒廓為直線 共軛 曲線，結(jié)構(gòu)與 QT泵大致相同，齒數(shù)比為 10:13。 QT 泵也可以串成雙聯(lián)、三聯(lián)泵。 （ 4） QT 泵 瑞士 Turninger 公司產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。其中 IPH高壓泵齒圈外徑、齒圈、齒輪端面都有間隙補償。 （ 3） IP泵 德國 VOITH 公司和日本 NACHI 不二越公司都有該型號的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。 （ 2） TCP泵 日本豐興株式會社產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。 圖 GPA 泵的結(jié)構(gòu)簡圖 GPA 泵的內(nèi)外轉(zhuǎn)子均為修正漸開線齒形，齒數(shù)比 13:19。浮動側(cè)板上的背壓室面積要比高壓室斷面面積稍大，一般取 倍，才能保證浮動側(cè)板出于過平衡狀態(tài)。內(nèi)嚙合齒輪泵的排量主要由一對嚙合的內(nèi)齒輪副決定，由排量的大小可以計算出一對內(nèi)齒輪副的基本參數(shù)。隨著液壓和電子技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)的壓力、速度、方向都可以采用信息化、智能化控制。 （ 5） 變排量 齒輪泵的排量不可調(diào)節(jié)，限制了其使用范圍。對于外嚙合齒輪泵，要實現(xiàn)完全卸荷是很困難的，因此進一步降低泵的噪聲受到一定的限制。降低流量脈動的方法，除了前面所介紹的措施外，采用內(nèi)嚙合齒輪泵及多齒輪泵將是一種趨勢。為了適應(yīng)這種要求，齒輪泵將向以下幾個方向發(fā)展 [9][10]： （ 1） 高壓化 高壓化是系統(tǒng)所要求的，也是齒輪泵與柱塞泵、葉片泵競爭所必須解決的問題。從壓力等級的發(fā)展來看，齒輪泵的發(fā)展經(jīng)歷了低壓 →中高壓→高壓的過程。目前國內(nèi)外學(xué)者針對以上兩個問題所進行的研究是 :①對齒輪泵的徑向間隙進行補 償 ； ②減小齒輪泵的徑向液壓力，如優(yōu)化齒輪參數(shù)，縮小排液口尺寸等 ； ③提高軸承承載能力，如采用復(fù)合材料滑動軸承代替滾針軸承等。 （ 9） 齒輪泵的壽命及其影響因素。齒輪泵的輪齒彎曲應(yīng)力以及接觸疲勞強度計算與一般齒輪傳 動的彎曲應(yīng)力及接觸疲勞強度計算是有區(qū)別的。由于齒輪泵的流量脈動較大，在一些要求較高的液壓系統(tǒng)中，很少采用齒輪泵。 （ 4） 齒輪泵噪聲的控制技術(shù)。 （ 2） 補償面及齒間油膜的計算機輔助分析。德國 VOITH 公司產(chǎn)品，內(nèi)外轉(zhuǎn)子均為修正漸開線齒形，內(nèi)外轉(zhuǎn)子間用活動月牙板隔開，按出口壓力分為中壓泵 21MPa 和高壓泵 33MPa，其中高壓泵系列其內(nèi)齒環(huán)、齒輪端面都有間隙補償?，F(xiàn)在航發(fā)廠的 NB 泵已形成 4 大系列、 3 個壓力級別、 36 種型號的產(chǎn)品型號。內(nèi)嚙合齒輪泵目前國內(nèi)主要是上海機床廠生產(chǎn)的 GPA 型，引進美國 VICKERS 公司產(chǎn)品，內(nèi)外轉(zhuǎn)子間用固定月牙板隔開，無間隙補償，排量 ?63ml/r，額定壓力 10MPa，轉(zhuǎn)速范圍 500?3000r/mln。 （ 2） 中高壓泵按軸向間隙自動補償分為兩種，一種是浮動軸套型，如長江液壓件廠的 CB 系列泵和石家莊煤礦機械廠的 YBC 系列 ； 另一種是彈性側(cè)板式結(jié)構(gòu)，如榆次液壓件廠的 CBFB型泵。 齒輪泵發(fā)展的標(biāo)志是壓力等級的提高，早期的齒輪泵無論是軸向 （ 齒輪端面方向 ）， 還是徑向 （ 齒輪圓周方向 ）， 都是固定間隙式的，壓力低于 10MPa。齒輪泵的最高轉(zhuǎn)速一般可達 3000r/min 左右，在個別情況下 (如飛機用齒輪泵 )最高轉(zhuǎn)速可達 8000r/min。 （ 2） 多齒輪式：多齒輪組成并聯(lián)的多個齒輪泵，能同時向多個執(zhí)行元件供給壓力油；多齒輪也可組成串聯(lián)的多個齒輪泵，以使油液獲得更高的壓力。 按齒面形式分類 （ 1） 直齒齒輪式； （ 2） 斜齒齒輪式； （ 3） 人字齒齒輪式； （ 4） 圓弧齒面的齒輪式。另外，齒輪泵的排量不可調(diào)節(jié)，在一定程度上限制了其適用范圍。 （ 2）內(nèi)嚙合齒輪泵 內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、噪聲小、容易實現(xiàn)高壓。三大泵的應(yīng)用現(xiàn)狀見表 [4]。但隨著電液傳動領(lǐng)域中的競爭激烈，在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，特別是低功率的領(lǐng)域中電傳動的進入，葉片泵的產(chǎn)量有輕微下 降趨勢 [2]。但從技術(shù)發(fā)展及市場占有量的變化趨勢看，有利于 通 軸柱塞泵的發(fā)展，從回路組合與節(jié)能方面看，這方 面會進一步加強 ； 斜軸泵有其明顯的優(yōu)點，壓力高、壽命長，但是通軸柱塞泵在結(jié)構(gòu)上有困難，體積偏大，不便回路組合，因此應(yīng)用有減少趨勢。 （ 5） 吸油口與排油口不能溝通。密封容積的大小、數(shù)量和變化率決定了液壓泵的輸油量。 液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置，它將動力機械 （ 如電動機、內(nèi)燃機等 ） 傳輸?shù)臋C械能轉(zhuǎn)換成流動液體的壓力能，為液壓系統(tǒng)提供工作所需的具有一定壓力和流量的液體，從而驅(qū)動系統(tǒng)中的液壓執(zhí)行裝置，完成各項輸出的動作。接著順序完成月牙板、浮動側(cè)板、泵體、前后泵蓋及連接法蘭的設(shè)計。但目前國產(chǎn)的內(nèi)嚙合齒輪泵排量小，限制了內(nèi)嚙合齒輪泵的適用范圍。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： II 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用說明 本論文（設(shè)計）作者完全了解 *