【正文】 。在此，謹向我的導師表示衷心的感謝！ 感謝曾經(jīng)教育過我的辛勤工作、無私奉獻的老師們，以及提供便利條件的資料室和實驗室的老師！ 感謝我的同學 ,他們對我在論文的寫作過程中給予了各個方面的指導和幫助！ 感謝各位 評委老師，在百忙之中抽出時間對本文進行審閱和參加答辯。 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 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 32 致謝 在論文完成之際，首先向我的導師鄧海順老師表 示我最誠摯的謝意。從而提高設計質(zhì)量 ,縮短設計試制 周期，降低試制費用，增強產(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)，能夠自動實現(xiàn)齒輪泵的裝配，并且可以對其進行質(zhì)量檢測、體積檢測和干涉檢查等操作，從而實現(xiàn)齒輪泵的虛擬裝配，制作出齒輪泵的虛擬樣機，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。 圖 52 齒輪泵的虛擬設計系統(tǒng)主界面 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 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計系統(tǒng)的主界面 。在構(gòu)思、開發(fā)與改進模型設計的重復過程中，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。 在自下而上設計方法中，先設計單個零件，然后再裝配成裝配體 ； 在自上而下設計方法中，使用裝配體內(nèi)部的布局來驅(qū)動零件和裝配體的設計。其中最重要的是齒輪的參數(shù)計算，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)計算不同于通常的齒輪設計，如圖 51： 設計計算模塊根據(jù)已知的齒輪泵工作壓力、負載、轉(zhuǎn)速等設計參數(shù)，設計計安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 28 算齒輪泵各零件的結(jié)構(gòu)尺寸，并根據(jù)計算公式及設計經(jīng)驗進行優(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，自動捕捉設計者的意圖。 齒輪泵的參數(shù)化造型設計 參數(shù)化造型設計是 SolidWorks 軟件核心功能之一，包括集成化線框、曲面和實體造型、二維草圖設計以及基于特征的造型等。它具有零件設計、鈑金設計、 管理設計、繪制二維工程圖等功能，而且保持零件設計、裝配設計和工程圖保持相關(guān)性，實現(xiàn)自上向下設計或自下而上設計，從而達到三者的同步，提高了設計效率和工作強度，在模具造型和工業(yè)設計等方面有相當大的優(yōu)勢。齒輪泵與柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本、抗污染能力強及維護要求低的優(yōu)點，且齒輪泵應用廣泛，型號較多，開發(fā)齒輪泵的參數(shù)化虛擬設計系統(tǒng)，有著重要的實際應用意義和現(xiàn)場應用價值。 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 27 第 5 章 基于 SolidWorks 的齒輪泵的虛擬設計系統(tǒng) 引言 齒輪泵是一種應用廣泛的液壓泵，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)的正常運行，齒輪泵的工作原理是通過兩個齒輪輪齒的互相嚙合，實現(xiàn)密封容積的變化，從而達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與豎直方向的夾角 015?? ， 4 .8 3 , 4R m m d m m??。 D與泵蓋配合， 則 D=59mm ，取 0 70D mm? ，其配合的長度 2 13L mm? 。 1D 與從動軸配合 ，故 1D = 25mm 。當變量桿來回擺動時，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，進而改變兩齒輪的 嚙合長度 。 從動軸上 通用 O 型密封圈 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 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 ? ? 小圓螺母的設計計算 從動軸上的小圓螺母如下圖所示： 標記示例 ： 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記： 螺母 8 1 0 8 8 1 2 1 .2 5G B M?? 注 : ① 槽數(shù) n ： 1 0 0 2 , 4 。 第 4 章 齒輪泵 其它部件的分析計算 軸承端蓋的設計計算 在主動軸上的左軸承采用軸承端蓋進行定位， 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 mm? ? ? d mm??，取 8e mm? 022 . 5 4 0 2 . 5 6 5 5D D d m m? ? ? ? ? ? 1 0 .9 0 .9 4 0 3 6D D m m? ? ? ? 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 23 2 0 22 . 5 5 5 2 . 5 6 7 0D D d m m? ? ? ? ? ? 325 5 3 5 5 3 6 3 7D d m m? ? ? ? ? ? 由結(jié)構(gòu)可得 4m mm? 其中 11,bd由密封尺寸確定，因為 100D mm? ，則在軸承端蓋上螺釘個數(shù) 4n? ，均勻分布 ， 112 3 , 4 .3d m m b m m??。因為鑄鐵是脆性材料，所以其許用拉伸應力 ??? 的值應取屈服極限應力， 即此處 ? ? ? ? 350s M P a???? 。 泵體 的 設計計算和 強度 校核 泵體的設計計算 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?? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? 3578773. 308 h? 滿足壽命，故合格。時， 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《機械設計》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. , 048 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作用在從動齒輪上的徑向力（ N ） 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 17 則 2 32m a x2. 2 3 4 .4 8 2 4 8llF l F ly y lE I E I????? ? ? ????????? 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 . 0 1 ~ 0 . 0 3 0 . 0 1 ~ 0 . 0 3 3nym? ? ? ? ? ? ~ mm? 則 ? ?maxyy? ，故安全。 截 面 C 的抗彎 截面 系數(shù) 3 3 3 30 . 1 0 . 1 1 2 1 7 2 . 8W d m m m m? ? ? ? 截面 C 的彎曲應力 b M M P a M P aW? ? ? ? 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 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 安徽理工大學畢業(yè)設計（論文） 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 是軸的危險截面。 軸段 IVV 與軸段 IIIIV 有一軸肩，去軸肩高度為 ，則IVVd? =20mm 。 則IId? =12mm ；同時為使其在左泵蓋內(nèi)部，取其長度 IIIl? =62 mm 。至此，主動軸的設計計算結(jié)束。 3 3 3 30 .1 0 .1 2 6 1 7 5 7 .6W d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30 . 2 0 . 2 2 6 3 5 1 5 . 2TW d m m m m? ? ? ? 彎矩 M 及彎曲應力為 3 8 6 .53 4 9 2 0 .1 9 . 2 8 9 4 7 .3828947 1 6 .4 71 7 5 7 .6bM N m m N m mM M P a M P aW??? ? ?? ? ? 扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應力為 398 . TT N mmT M Pa M PaW??? ? ? 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. 62 4 2. 09 92k ??? ? ? ? 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. 62 4 1 2. 71 ??????? ? ? ? ? ? ? 111 99 2 1 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 1 2 .2 3 71 1 .3 3 1 1 .3 32 .1 8 6 0 .0 522amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 2. 59 12 .23 7 0 59 12 .23 7ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故該軸在截面 III 右側(cè)的強度也是足夠的。 32 得碳鋼的特性系數(shù) ~ ?? ? ，取 ?? = ~ ?? ? ，取 ?? = 于是，計算安全系數(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 1 0 .4 4 61 8 .7 0 1 8 .7 01 .5 3 7 0 .0 522amS K? ???? ? ??