【正文】 慮。因此為了減少泵的體積，希望在可能的條件先盡量增大模數(shù)，減少齒數(shù)。 齒輪泵的排量公式： 33 10)/(2 ??? mBK zmV ? （ ） 根據(jù)上式可以計(jì)算出齒輪的模數(shù)，其中 B/m 可按推選數(shù)值進(jìn)行選取，計(jì)算得到的 m 值要圓整到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。對(duì)工作壓力大于 10mPa 的高壓泵，應(yīng)考慮齒輪強(qiáng)度，需適當(dāng)增大模數(shù)。而齒輪與泵體及蓋板間的摩擦損失及容積損失的總和與齒寬并不成比例的增加，因此，齒寬較大時(shí)液壓泵的總效率較高。一般對(duì)于高壓齒輪泵， B=（ 3~6） m。泵的工作壓力越高 ，上述系數(shù)應(yīng)取得越小。 表 工作壓力 P(mPa) 齒寬 b(mm) 2 （ 610） m 210 （ 48） m 10 （ 36） m 齒輪泵的工藝、材料及要求技術(shù) 目前使用的齒輪泵中，齒輪和軸通常做成整體。對(duì)于尺寸 較大的齒輪泵，齒輪和軸可以做成分離式，齒輪和軸之間采用鍵聯(lián)接，這樣的結(jié)構(gòu)工藝性好，加工齒輪側(cè)面較容易，在平面磨床上加工相同的齒寬很容易得到保證。材料經(jīng)滲碳氮化處理，表面硬度達(dá) 60~62HRC，心部硬度濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 28~44HRC，使齒輪具有較高的耐磨性和沖擊韌性；淬火后的工作表面必須磨光。 齒輪 泵主要零件的技術(shù)要求如下：①泵體內(nèi)孔錐度和圓度小于 。 ⑥用涂色法檢查，在齒高方向上齒輪嚙合長(zhǎng)度大于65%，在齒寬方向上齒輪嚙合長(zhǎng)度大于 60%；⑦齒輪表面粗糙度為 m,齒輪兩側(cè)面表面粗糙度為 m，軸頸的表面粗糙度為 m，泵的其他主要密封滑動(dòng)面（如軸套內(nèi)孔面、軸套側(cè) 面、齒頂圓表面及泵殼體內(nèi)表面等）的表面粗糙度一般為 m；⑧軸圓度及錐度小于 。 齒輪泵主要部件參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一個(gè)直齒圓柱中低壓齒輪泵由以上要求，綜合考慮現(xiàn)初步確定一對(duì)嚙合的齒輪齒數(shù) z=16,模數(shù) m=3，齒寬定為 b=20 ，電機(jī)轉(zhuǎn)速 2020r/min2500r/min，工作壓力 P=（ ）中要求。 現(xiàn)加以驗(yàn)證： 由公式（ ），（ ），（ ）： ? ?rmlzbmqt /10c os12112 3222 ???????? ??? ??? m i n )/( i n )/( llQ T ?? m i n )/( i n )/( llQ TT ????? ?? 流量、排量和模數(shù)的關(guān)系符合表 。 在液壓泵，液壓控制閥，液壓缸（液壓馬達(dá)）以及油管等連接起來的密封液壓濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)中，能量的傳遞是通過液壓油在流動(dòng)過程中壓力、流量變化來實(shí)現(xiàn)的。在液壓系統(tǒng)中，液壓油的主要作用是：作為對(duì)系統(tǒng)中的能量進(jìn)行控制、轉(zhuǎn)換和傳遞的工作介質(zhì)。 一般情況下，液壓設(shè)備選用液壓油時(shí)，應(yīng)從工作壓力、溫度、工作環(huán)境、液壓系統(tǒng)及元件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮。 齒輪泵結(jié)構(gòu)的幾個(gè)問題 困油現(xiàn)象 為保證齒輪泵能連續(xù)輸液，必須使齒輪的重疊系數(shù)ε 1，即要求在一對(duì)齒嚙合行將脫開前，后面一對(duì)就進(jìn)入嚙合，因此在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)嚙合的就有兩對(duì)齒，留在齒間的液體被困在兩對(duì)嚙合齒后形成一個(gè)封閉容積（稱閉死容積）內(nèi)，當(dāng)齒輪繼續(xù)傳動(dòng)時(shí)，閉死 容積逐漸減小，直至兩嚙合點(diǎn)處于對(duì)稱于節(jié)點(diǎn) P的位置時(shí)，閉死容積變至最小，隨后這一容積又逐漸增大，至第一對(duì)齒開始脫開時(shí)增至最大。于是被困液體從一切可以泄露的縫隙里強(qiáng)行排出，這時(shí)齒輪哈軸承受到很大的脈沖徑向力，功率損失增大，當(dāng)閉死容積由小變大時(shí)，剩余的被困液體壓力降低，里面形成局部真空，使溶解在液體中的氣體析出，液體本身產(chǎn)生氣化，泵隨之產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，困油現(xiàn)象對(duì)齒輪的工作性能和壽命均造成很大的危害。從理論上講，只要取ε =1 就會(huì)消除困油現(xiàn)象。所以ε的減少應(yīng)受到限制，設(shè)計(jì)時(shí)通常要求ε不小于 。盡管卸荷槽的結(jié)構(gòu)形式較多，有相對(duì)于節(jié)點(diǎn) P 對(duì)稱布置和濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 非對(duì)稱布置兩種 ,但其卸荷原理是相同的，即在保證高低壓腔互不溝通的前提下，設(shè)法使困油容積與 高壓腔或低壓腔相通。本設(shè)計(jì)卸荷槽采用對(duì)稱布置。 表 齒輪模數(shù) m 2 3 4 5 6 7 8 卸荷槽深度 h39。這些液體壓力的合力就是作用在軸上的徑向不平衡力為： F=KΔ pBDa （ ） 式中： K—— 系數(shù)，對(duì)于主動(dòng)輪， K=。 Δ p—— 泵進(jìn)出口壓力差； Da—— 齒頂圓直徑。 （ 2）增大泵體內(nèi)表面與齒輪齒頂圓的間隙，避免因徑向不平衡力使齒頂與泵體內(nèi)表面相接觸； （ 3）開壓力平衡槽，開兩個(gè)壓力平衡槽分別與高、低壓油腔相通，這樣吸油腔與壓油腔相對(duì)應(yīng)的徑向力得到平衡。 泄漏 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 外嚙合齒輪泵壓油腔的壓力油主要通過三條途徑泄露到低壓腔中去。 2. 齒面嚙合處間隙的泄漏 由于齒形誤差會(huì)造成沿齒寬方向接觸不好而產(chǎn)生間隙，使壓油腔與吸油腔之間造成泄漏，這部分泄漏量很少。 從上述可知，要想提高齒輪泵的額定壓力并保證較高的容積效率，減少端面間隙的泄漏是關(guān)鍵。 液壓油泵作為一種重要的液壓元件，其規(guī)格和型號(hào)比較繁多，傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、 效率低下、 繪圖量大， Pro/E作為一款高效快捷的 CAD/CAM 軟件，克服了以上的不足之處，大大提高設(shè)計(jì)人員的開發(fā)速度，本文將著重就 Pro/E 的實(shí)體建模、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真等功能進(jìn)行齒輪油泵的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的具體要求為： （ 1） 齒輪油泵零件建模設(shè)計(jì)； （ 2） 齒輪油泵裝配設(shè)計(jì)； （ 3） 齒輪油泵機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)； （ 4） 齒輪油泵工作 原理動(dòng)畫設(shè)計(jì)。 圖 齒輪油泵的骨架設(shè)計(jì) 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 （ 1） 新建零件文檔 ； 1） 單擊 “ 新建 ” 按鈕打開 “ 新建 ” 對(duì)話框。系統(tǒng)打開 “ 新文件選項(xiàng) ” 對(duì)話框，選取其中的 “mmns_part_solid” 選項(xiàng) ，再單擊 “ 確定 ” 按鈕進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境 [5]。 （ 3） 創(chuàng)建基準(zhǔn)平面； 1） 單擊“基準(zhǔn)平面工具”按鈕打開“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框； 2） 選取 FRONT 基準(zhǔn)平面作為參照，設(shè)置平移距離 35； 3） 單擊“確定”，完成 DTM1 基準(zhǔn)平面。 1） 單擊“草繪”打開“草 繪”對(duì)話框； 2） 選取 DTM1 作為草繪平面，其它設(shè)置接受系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，單擊“草繪”； 3） 繪制如圖 。 （ 1） 新建零件文檔 ； 單擊 “ 新建 ” 按鈕打開新建對(duì)話框。 （ 2） 創(chuàng)建外部繼承特征 ； 1） 單擊 “ 插入 ” 主菜單中選取 “ 共享數(shù)據(jù) ”/“ 合并 /繼承 ” 選項(xiàng)，系統(tǒng)打開如圖 ； 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 插入骨架 2） 單擊 “ 打開 ” 按鈕，使用瀏覽的方式打開上一小節(jié)設(shè)計(jì)的齒輪油泵骨架文件 “ gujia”. 同時(shí)系統(tǒng)打開 “ 外部合并 ” 對(duì)話框 如圖 ，在該對(duì)話框的 “ 約束類型 ” 下選取 “ 缺省 ” 選項(xiàng)，在系統(tǒng)默認(rèn)位置裝配齒輪油泵骨架文件 ； 圖 外部合并對(duì)話框 3） 單擊 “ 外部合并 ” 中的 “ 確定 ” ，單擊 “ 設(shè)計(jì)板 ” 上的 “ 確定 ” 。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 拉伸實(shí)體特征 再次單擊 “ 拉伸 ” 按鈕，選取上一零件端面作為草繪平面，進(jìn)入草繪模式 ； 3） 繪制如圖所示草繪 六個(gè)螺紋孔 ，調(diào)節(jié)拉伸方向，輸入拉伸深度 “ 15” ，創(chuàng)建的實(shí)體特征 后鏡像； 4） 再次單擊 “ 拉伸 ” ，選取上一零件右側(cè)面為草繪平面，進(jìn)入草繪模式 ， 繪制如圖所示草繪剖面圖 ； 圖 草繪剖面 5） 調(diào)節(jié)拉伸方向， 并將拉伸調(diào)為“拉伸至與所有曲面 相交” ，最后創(chuàng)建的拉伸實(shí)體如圖 。齒輪油泵 左蓋 的最后設(shè)計(jì)結(jié)果 ， 如圖 。只是應(yīng)注意的是拉伸的方向，如圖 所示。將其命名為“ yougai”。因此，我在這里采用“插入基準(zhǔn)曲線 /從方程”的方法來繪 制出漸開線的形狀。 圖 拉伸圓柱體 （ 2） 打開“插入”選取“模型基準(zhǔn)”選取“插入基準(zhǔn)曲線”，打開“菜單管理器”選取“從方程”，單擊“完成”進(jìn)入元素定義，如圖 ， 所示。這條曲線即為漸開線。 （ 5） 點(diǎn)取第 2 根曲線，然后主菜單 “編輯” “復(fù)制” 主菜單“編輯” “選擇性粘貼” 在操作面板上選取“旋轉(zhuǎn)”按鈕，選取旋轉(zhuǎn)中心軸 輸入旋轉(zhuǎn)角度（（ 360/2/z） +） =，如圖 所示。 圖 曲線 3 圖 編輯曲線旋轉(zhuǎn) （ 7） 選中第 3 根曲線，然后主菜單“編輯” “復(fù)制” 主菜單“編輯” ——“選擇性粘貼” 在操作面板上選取“旋轉(zhuǎn)”按鈕， —— 選取旋轉(zhuǎn)中心軸輸入旋轉(zhuǎn)角度（ 360/z） =，如圖 所示。 （ 10） 將得到的封閉線框進(jìn)行“拉伸” “去除材料”，切削得到齒槽，如圖濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 , 所示。陣列結(jié)果如圖 所示。最后右鍵“ LAY0001”層，將其設(shè)置為隱藏即可。 圖 漸開線隱藏 （ 13） 然后拉伸齒輪軸，如圖 所示。 圖 鍵槽 （ 15） 最后將軸兩端倒角，齒輪軸完成。 螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 在這里我們選用內(nèi)六角圓柱螺釘（ GB/— 2020） M8*20，我們通過《機(jī)械制圖（第三版）》的附表中查得其尺寸參數(shù)，實(shí)體特征創(chuàng)建步驟如下： （ 1） 首先我們一螺紋大徑 8為直徑草繪一個(gè)圓，然后拉伸實(shí)體特征，拉伸長(zhǎng)度為20，然后用同樣的方法將螺釘大頭拉伸出來，結(jié)果如圖 所示。 圖 螺釘六棱槽 （ 3） 我們使用混合掃描的方法來繪制螺釘?shù)膱A角特征，結(jié)果如圖 所示。 圖 草繪螺紋軌跡 圖 草繪螺紋截面 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 圖 生成螺紋預(yù)覽 圖 螺釘最后結(jié)果 填充的設(shè)計(jì) 填充的設(shè)計(jì)應(yīng)注意開設(shè) 卸荷槽，設(shè)計(jì)結(jié)果如圖 所示。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 填充 圖 定位銷 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 3 齒輪油泵的裝配與仿真 齒輪油泵的裝配綜合運(yùn)用到無連 接接口約束和連接接口約束。對(duì)于具有運(yùn)動(dòng)自由度的元件就要根據(jù)具體要求選擇合適的連接接口，反之使用無連接接口的約束進(jìn)行裝配即可。 （ 3） 向組件中裝配銷； 使用“插入”“對(duì)齊”兩種約束裝配銷釘，調(diào)整組建偏移設(shè)置使其高出端面“ 22”。 按住“ ctrl”鍵，選中“插入”和“對(duì)齊”兩種約束方式。 圖 重復(fù)元件對(duì)話框 圖 裝配定位銷 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 （ 5） 向組件中裝配齒輪油泵左蓋； 使用“匹配”“插入”“插入”三種約束，如圖 。 圖 裝配填充 （ 7） 向組件中裝配齒輪軸一； 1）單擊右工具箱中的“向組件中添加元件”按鈕，打開齒輪油泵文件濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 “ chilunzhou”； 2）在系統(tǒng)打開的設(shè)計(jì)板上的“用戶定義”中選取“銷釘”連接類型； 3）完成“放置”列表，裝配結(jié)果如圖 。在該列表的“運(yùn)動(dòng)類型”選項(xiàng)中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，然后選中“運(yùn)動(dòng)參照”副選項(xiàng)； 4） 根據(jù)系統(tǒng)提示選“ chilunzhou”的軸線作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參照，然后在工作區(qū)中旋轉(zhuǎn)齒輪軸二，使兩齒輪正確嚙合，最后的嚙合結(jié)果如圖 。 （ 10） 向組件中裝配齒輪油泵右蓋； 1） 單擊“向組件 中添加元件”按鈕，使用瀏覽方式打開齒輪油泵零件文件“ yougai”； 2） 在系統(tǒng)打開的裝配設(shè)計(jì)板上單擊“放置”按鈕，然后在“放置”列表的“約束類型”下拉菜單中選取“匹配”約束類型，選取油泵主體端面和右蓋端面，輸入偏距“ 0”。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 圖 裝配右蓋 （ 11）想組建中裝配螺釘 裝配的方法與裝配定位銷相似，使用“匹配”“插入”兩種約束， 然后采用重復(fù)裝配的方法將所有螺釘裝配如圖 所示。 編輯爆炸圖完成后，得到分解視圖下的齒輪油泵裝配爆炸圖，效果如圖 。 （ 3）定義齒輪副連接； 1） 單擊“定義齒輪副連接”按鈕，打開“齒輪副定義”對(duì)話框，如圖 ； 圖 齒輪副對(duì)話框 2）定義齒輪 1 選項(xiàng)卡，選 “ chilunzhou”為運(yùn)動(dòng)軸，節(jié)圓直徑“ 48”； 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 3）定義齒