【正文】 。在此，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示衷心的感謝！ 感謝曾經(jīng)教育過我的辛勤工作、無私奉獻(xiàn)的老師們，以及提供便利條件的資料室和實(shí)驗(yàn)室的老師！ 感謝我的同學(xué) ,他們對我在論文的寫作過程中給予了各個(gè)方面的指導(dǎo)和幫助！ 感謝各位評委老師，在百忙之中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行審閱和參加答辯。 本論文從論文選題到論文完成及修改都是在他的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。Mechanism andMachineTheory, 2021 (35): 117 — 130 [10]Deng G, NakanishiT. Bending load capacity enhancement using an asymmetric tooth profile. JSME Int J, 2021, 46(3) : 1171 [11]Litvin F L, Lian Q. Asymmetric modified gear drives: reduction ofnoise, localization of contact, simulation ofmeshing and stress analysis. Computer Methods Appl Mech Eng, 2021 (188): 363 32 致謝 在論文完成之際，首先向我的導(dǎo)師鄧海順老師表示我最誠摯的謝意。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。 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(dòng)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 。 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。 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(shí)也 可定義零部件如何相對于其它的零部件移動(dòng)和旋轉(zhuǎn) ，在這里主要研究的是零件配合時(shí)相互的定位關(guān)系。 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 。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。 在自下而上設(shè)計(jì)方法中，先設(shè)計(jì)單個(gè)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(dòng)零件和裝配體的設(shè)計(jì)。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。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(dòng)捕捉設(shè)計(jì)者的意圖。 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。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(jià)值。 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(dòng)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(gè)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。 變量桿在嚙合長度最大時(shí)與豎直方向的夾角 015?? ， 4. 83 , 4R mm d mm??。 D與泵蓋配合，則 D=59mm ，取 0 70D mm? ，其配合的長度 2 13L mm? 。 1D 與從動(dòng)軸配合 ，故 1D = 25mm 。當(dāng)變量桿來回?cái)[動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸作軸向的來回移動(dòng)，從而由從動(dòng)軸帶動(dòng)齒輪來回移動(dòng)，進(jìn)而改變兩齒輪的嚙合長度 。 從動(dòng)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(dòng)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 。 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(dòng)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(gè)數(shù) 4n? ，均勻分布 ， 1123 , mm b mm??。因?yàn)殍T鐵是脆性材料，所以其許用拉伸應(yīng)力 ??? 的值應(yīng)取屈服極限應(yīng)力， 即此處 ? ? ? ? 350s M Pa???? 。 泵體 的 設(shè)計(jì)計(jì)算和 強(qiáng)度 校核 泵體的設(shè)計(jì)計(jì)算 選取泵體的長度為 158mm ，其厚度即為齒輪的齒寬 15mm ，因此選擇相互對稱的管螺紋 18G 作為齒輪泵的進(jìn)出油口。 1066 31 0 1 0 1 56 0 6 0 1 0 0 0 0 .3 7 7 1 6h CL nP?? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? h? 滿足壽命，故合格。時(shí)， HZ = ） K 載荷系數(shù) T 齒輪轉(zhuǎn)遞的轉(zhuǎn)矩 d? 齒寬系數(shù) 12u Z Z? 選載荷系數(shù) tK = 選取齒寬系數(shù) d? = 1 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 中表 106查得材料查的彈性系數(shù) HZ =189。 為了防止這種破壞，首先必須盡可能減少軸的撓度， 其受力簡圖所 圖 38 軸的剛度分析圖 撓曲線方程 223 4 . , 04 8 2 2F x l ly l xEI????? ? ? ?????????，其中 l = 式中 E彈性模量，對于鋼 E = 510 2Nmm I截面 C 的軸慣性力矩， I = ? 4d /64（ 4mm ） F作用在從動(dòng)齒輪上的徑向力（ N ） 17 則 2 32m a x2. 2 3 4.48 2 48llF l Fly y lEI EI????? ? ? ????????? 代入數(shù)據(jù)得 ? ? 3 5m a x5 2 4 45 6 8 . 4 1 8 . 6 3 . 5 1 1 04 8 2 . 1 1 0 1 2 6 4N m my m mN m m m m? ??? ? ?? ? ? ? 對于安裝齒輪的軸而言，允許的撓度 ? ? ? ? ? ?0. 01 ~ 0. 03 0. 01 ~ 0. 03 3nym? ? ? ? ? ?0. 03 ~ 0. 09 mm? 則 ? ?maxyy? ，故安全。 截 面 C 的抗彎 截面 系數(shù) 3 3 3 30. 1 0. 1 12 17 2. 8W d m m m m? ? ? ? 截面 C 的彎曲應(yīng)力 3 5 7 3 . 1 6 0 3 2 0 . 6 81 7 2 . 8b M M P a M P aW? ? ? ? 16 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 表查得 [ 1?? ]= 60MPa 則 b? [ 1?? ] , 故安全 。 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做 出軸的計(jì)算簡圖 如圖中軸上所受的力作受力分析得 圖 36 軸的受力分析圖 15 根據(jù) 軸的結(jié)構(gòu)圖 做 出軸的彎矩和扭矩圖 ，從 中可以看出截面 C是軸的危險(xiǎn)截面。 軸段 IVV 與軸段 IIIIV 有一軸肩，去軸肩高度為 ，則IVVd? =20mm 。 則I Id? =12mm ；同時(shí)為使其在左泵蓋內(nèi)部，取其長度 IIl? =62 mm 。至此，主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。 3 3 3 26 d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30. 2 0. 2 26 35 15 .2TW d m m m m? ? ? ? 彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為 38 6. . 28947 .3828947 M N m m N m mM M P a M P aW??? ? ?? ? ? 扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 3 9 8 2 3 .5 .3 9 8 2 3 .5 1 1 .3 33 5 1 5 .2T TT N m mT M P a M P aW??? ? ? 過盈配合處的 k???，由附表 38用插值法求出，并取 ??????，于是得 k???= 0 .8 2 .6 2 4 2 .0 9 9 2k??? ? ? ? 軸按磨削加工，由附圖 34 得表 面質(zhì)量系數(shù)為 ????? = 故得綜合系數(shù)為 111 2 . 6 2 4 1 2 . 7 1 10 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 111 2 . 0 9 9 2 1 2 . 1 8 60 . 9 2kK ??????? ? ? ? ? ? ? 所以軸在截面 III 右側(cè)的安全系數(shù)為 1 275 6 . 1 5 92 . 7 1 1 1 6 . 4 7 0 . 1 0a a mS K? ??? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 3 3 6 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 2. 6 . 1 5 9 1 2 . 2 3 7 5 . 5 0 1 . 56 . 1 5 9 1 2 . 2 3 7ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故該軸在截面 III 右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 32得碳鋼的特性系數(shù) ~ ?? ? ，取 ?? = ~ ?? ? ，取 ?? = 于是，計(jì)算安全系數(shù) caS 值，按式（ 156） ~（ 158）則得 1 275 4 . 9 2 92 . 0 5 2 2 7 . 1 9 0 . 1 0amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 155 0 0 7 K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? .2 2 2 24 . 9 2 9 1 0 . 4 4 6 4 . 4 6 1 . 54 . 9 2 9 1 0 . 4 4 6ca SSS