司健[1]2002年在《外啮合齿轮泵的泵齿轮最佳参数的研究及CAD》文中研究指明泵齿轮是齿轮泵中的核心零件，泵齿轮参数选取的合理与否对齿轮泵性能的高低影响极大。 本文认真、全面地分析了泵齿轮参数对齿轮泵性能的影响，确定了泵齿轮参数的最佳选取原则。以目前国内普遍使用的双圆弧头全齿高为2.5倍模数渐开线标准滚刀作为泵齿轮的加工刀具，通过对齿轮加工原理的分析，提出了欲使泵齿轮参数达到最佳，泵齿轮的齿顶高系数和齿根高系数都为1.125；对变位系数的确定应考虑到泵齿轮的根切、齿顶厚、重合度以及侧隙因素；泵齿轮为避免过渡曲线干涉，必然要存在根切现象。本文提供了完整的泵齿轮最佳参数的计算公式，计算方法既能使泵齿轮参数达到最佳，而且计算简单，工艺性也较好。 由于泵齿轮存在根切现象，并且顶隙极小，所以适用于标准顶隙的重合度公式对于泵齿轮付来说已不适用。本文提出了采用数值方法计算泵齿轮重合度的新方法。 根据以上结论本文编制了输入参数为齿数泵的排量以及工作压力和泵齿轮齿数，输出结果为泵齿轮各参数以及齿轮泵的流量脉动率，轴承径向力的C语言计算程序。为了方便测绘计算，输出的结果是满足齿轮泵性能要求的，并按泵齿轮中心距排列的多组泵齿轮最佳参数，供设计者根据现场要求选择使用。 本文利用AutoCAD2000专业绘图软件，实现了泵齿轮的参数化绘图。精确绘出泵齿轮的轮齿几何形状，尤其精确绘制出了标准齿轮滚刀切出的齿根过渡曲线，演示了国标双圆弧头标准滚刀加工泵齿轮的过程，并实现了泵齿轮副的啮合仿真，这些对检查轮齿干涉以及确定齿轮泵的卸荷槽位置和形状提供了依据。最后，该软件绘制出泵齿轮的叁维实体，为齿轮泵的结构分析以及数控加工打下了基础。 本文通过完整的计算程序，参数化绘图，啮合仿真大大缩短了泵齿轮设计周期，降低了齿轮泵的研制成本，这对单台或小批量齿轮泵的研制国产化有积极的帮助。
刘雄[2]2016年在《航天用超低粘度齿轮泵优化设计系统的研究》文中指出外啮合齿轮泵是一种泵送工作油液的驱动装置,因其价格、体积、可靠性和寿命等方面的优势,在常规油类介质中应用广泛。在安装空间受限、驱动元件质量受限、检修受限等的航天环境下,齿轮泵因结构简单、体小量轻、高可靠性、长寿命和良好自吸性等的优点,使其广泛应用于航天器的超低粘度液压系统中,因此超低粘度齿轮泵及相关技术也逐渐成为国际液压界研究的前沿。当超低粘度介质应用于常规外啮合齿轮泵时,内泄漏会大幅增加,其设计理论不能直接用于超低粘度介质泵的设计中,因此必须对其齿轮和密封结构做针对性优化设计。本课题基于典型的超低粘度介质理化性能,设计开发出一套能减少泄漏、提高容积效率、实现泵体积和流量脉动最小化并兼顾减小径向力的超低粘度齿轮泵NX/CAD系统,本课题具有重要的理论意义和实用价值。本课题在深入学习、分析国内外研究成果的基础上,立足介质的超低粘度性,着重于适合超低粘度齿轮泵齿轮副重合度的理论计算与优化,得出最小不根切重合度相关公式;考虑高可靠性的前提下,建立了齿轮强度约束函数;进行了齿轮泵泄漏、有效容积率的分析和研究,得出了相应的目标函数和约束函数;对介质粘性摩擦和功率损失等进行分析研究,建立了最佳轴向和径向间隙表达式。还考虑到多种设计要求,建立了这类泵多目标函数下线性加权的优化模型,统一量纲后,综合运用Global Simplex和Powell算法计算。以上都为超低粘度齿轮泵的优化设计及系统开发做了理论准备。本课题在对齿轮泵相关理论和结构优化问题进行研究的基础上,提出一套完整的超低粘度齿轮泵NX/CAD系统的设计方案,实现了这类齿轮泵在NX软件下核心参数的优化及齿轮副3D模型驱动,同时也提供了系统在EXCEL软件下的优化实现。本项目的研究成果对提升(航天用)超低粘度齿轮泵开发设计效率和质量、降低开发成本有重要意义,也为外啮合齿轮泵在超低粘度液压领域上更广泛的应用提供了重要参考。
许燕[3]2013年在《齿轮泵动静态性能分析及结构优化》文中进行了进一步梳理齿轮泵具有的显着特点是结构简单，制造简便、尺寸小、寿命长、购买价格低、自吸能力强、工作可靠性高、对油液敏感度低、维护起来较方便。同时，由于齿轮泵对称的结构特点，因此它能够实现高速旋转。这些优点使外啮合齿轮泵被广泛应用于采矿设备，冶金设备，建筑机械，机床设备，航空造船等各个行业及各种工程和农业机械中。另外，齿轮泵在液压传动系统和润滑系统中应用也很广泛。但是齿轮泵的自身结构也导致它存在困油现象、流量不均匀、流量脉动大、工作噪声高及排量不可调节的缺点。本文针对泵的流量脉动以及泵体炸裂失效开展了研究，并取得了一些研究成果。论文先从基础理论入手，对外啮合齿轮泵的流量脉动公式作了推导，从理论上得出齿轮泵流量脉动受哪些参数的影响以及与这些参数的关系。然后利用FLUENT流体分析软件，在基于动网格的基础上，对齿轮泵的内流场进行了数值模拟分析，得到齿轮泵内部压力场及速度场，分析出齿轮泵内部的泄漏部位及困油现象，通过不同转速下的仿真试验，研究齿轮泵的流量脉动、噪声与转速之间的关系，为低脉动、低噪声齿轮泵的研究提供一定的实践基础。论文通过对齿轮泵内流场仿真，得到沿泵体内壁面的压强分布规律，为泵体优化过程中的施加载荷提供依据。在泵体优化过程中，根据理论推导和内流场仿真结果，对泵体施加工作载荷，利用ANSYS Workbench软件进行分析，优化泵体结构，使泵体质量减轻，为齿轮泵整体的轻量化设计提供了优化方法。本文将理论分析与计算机仿真技术相结合，对外啮合齿轮的相关特性进行研究，建立了外啮合齿轮泵的分析、优化流程及技术方法，不但为齿轮泵的结构设计及优化提供研究方法及设计思路，也为其它液压元件的设计提供了技术参考。
宫柏秋[4]2008年在《齿轮泵参数化设计方法研究与系统实现》文中研究指明参数化设计技术是实现企业快速设计的有效途径,当前主流的CAD软件也都实现了参数化功能。但是,由于通用的CAD软件注重功能的全面性,几乎涵盖了制造业的方方面面,而专业针对性差,并不能很好地满足企业实际设计的要求,参数化设计技术并未真正发挥出应有的效益。所以必须在通用CAD软件的基础上进行二次开发,实现其专业化、本地化。本文深入地研究了零件参数化设计方法,并提出了基于装配约束的零部件参数化设计方法,结合SolidWorks二次开发技术,开发了外啮合齿轮泵参数化设计系统。对齿轮泵的齿轮、传动轴、轴向间隙、花键等零部件进行了参数优化,以泵体的体积最小为目标函数,多零件约束为约束条件,建立了外啮合齿轮泵的基本参数优化设计数学模型,并运用遗传算法对模型进行求解。通过分析齿轮泵各个零部件的主要参数与次要参数之间的数学关系,建立了关联参数函数,并在此基础上创建了齿轮泵参数化特征模型:实现了零部件参数化的程序编制。创建了齿轮泵装配体和零部件的数据库,并利用ADO技术对数据库进行管理;实现了数据库中各参数信息的查询、输出、修改、删除和保存等操作。本系统通过完整的齿轮优化程序、参数化特征建模,大大缩短了齿轮泵的设计周期,降低了齿轮泵的研制成本,这对齿轮泵的研制有积极的帮助。
徐华俊[5]2008年在《同步齿轮泵的理论研究》文中指出齿轮泵具有结构简单、体积小、成本低、加工使用维护方便、对油液污染不敏感等特点,其缺点是流量脉动大、径向力不平衡、噪声高等,为了降低齿轮泵径向力,提高齿轮泵的工作压力,本文提出了同步齿轮泵的结构原理。本文从以下叁个方面进行了研究:首先,分析了同步齿轮泵的工作原理和结构特点,分析了传动轴的受力,并以体积最小为目标,建立了同步齿轮泵的优化数学模型,选择了优化算法,得出了优化设计的结果,在此基础上进行了同步齿轮泵的结构设计。对同步齿轮泵的传动轴进行了静力学分析和有限元分析,用有限元分析的结果论证设计方案的可行性。其次,对同步齿轮泵的流量特性进行了计算机仿真分析,得出了不同齿数情况下的流量特性曲线。最后,应用ANSYS Workbench软件,对吸排油齿轮做了有限元分析,分析结果表明吸排油齿轮在极限状态下的仍然满足设计要求。
印明昂[6]2010年在《滑油泵最佳参数研究及其参数化建模》文中研究指明发动机滑油系统是发动机必不可少的部分,滑油泵的质量和性能直接影响着发动机滑油系统的性能,随着发动机的不断发展,对滑油泵的要求日益提高,由于受到重量和尺寸的限制,所以需要对其进行优化,优化的主要目的是保证在限制的空间中安装固定流量的滑油泵和减轻滑油泵的重量。滑油泵多选用齿轮泵。齿轮泵又分为外啮合、内啮合两种。本文主要是对外啮合渐开线齿轮泵(文中简称外齿轮泵)和内啮合圆弧—泛摆线齿轮泵(文巾简称转子泵)。在研究了滑油泵的压力、排量、流量、功率和效率等主要性能的基础上,分别分析了外齿轮泵和转子泵的流量影响因素。外齿轮泵以固定中心距下流量最大为目标函数,转子泵以单位体积流量最大为目标函数。以强度和传动连贯性等方面为约束条件建立优化设计的数学模型。采用乘子法与步长加速算法相结合的方法对模型进行优化。用Visual C++语言编写优化程序。而且通过实例,证明优化结果的优越性。UG是集CAD/CAE/CAM为一体的叁维机械设计平台,其绘图、建模功能十分强大。因此,利用UG良好的二次开发性能,结合业已成熟的特征技术与参数化技术,开发了滑油泵参数化建模部分。运用本软件,只需输入恰当的参数,即可优化滑油泵主要部件的结构参数。通过动态链接文件(dll文件)调用优化参数,自动生成滑油泵的主要部件的UG模型,为下一步泵的结构分析以及数控加工打下了基础。本文通过完整的齿轮和转子优化程序,参数化绘图,大大缩短了齿轮泵的设计周期,降低了齿轮泵的成本,这对滑油泵的研制有积极的帮助。
邱承勋[7]2006年在《基于SolidWorks的外齿轮泵零部件参数化CAD系统开发》文中进行了进一步梳理随着信息时代和全球一体化进程的到来，我国的机械制造企业要想在激烈的市场竞争中生存和发展，就必须具备产品的快速开发、研制及创新能力。实践证明，叁维CAD技术对加速产品开发、提高产品质量、降低成本起着关键作用，是支持企业增强创新设计，提高市场竞争力的强有力手段。 外啮合齿轮泵以其结构简单、制造成本低、使用时工作可靠等许多优点在液压系统中得到了广泛采用。在叁维CAD设计软件中，SolidWorks以其强大的实体建模功能和优良的性价比成为各齿轮泵生产企业的首选。由于产品大多已实现了系列化，因此利用SolidWorks良好的二次开发性能，结合业已成熟的特征技术和参数化技术，开发实用、高效的参数化设计系统已成为各企业的迫切要求。 本文的目标是开发一个简单实用、功能完善的外啮合齿轮泵零部件参数化CAD系统，所做的工作主要体现在以下几个方面： (1) 深入研究了SolidWorks二次开发技术，其中包括二次开发的原理、方法、工具等各方面的核心技术。 (2) 系统介绍了叁维实体建模技术，并确立了基于特征的参数化设计技术为系统的设计思想。 (3) 利用Visual Basic6.0开发了外啮合齿轮泵零部件参数化CAD系统，详细介绍了系统开发的各方面内容。 (4) 综合采用尺寸驱动法和程序驱动法编制零部件的参数化设计程序，并结合数据库技术实现了对设计信息的管理。 本文的目的旨在对SolidWorks二次开发技术的实际应用做深入地研究与探讨，并对其它产品的专用CAD系统的研发提供借鉴与参考。
赵虹辉[8]2006年在《齿轮参数加工公差对微型外啮合齿轮泵性能的影响研究》文中研究指明派克公司的液压顶升机构是全套引进派克美国技术在国内制造、组装的小型液压动力系统。系统中的心脏和动力源就是微型外啮合齿轮泵,它的转速可达3700 Rpm,瞬时工作压力可达35 MPa,其中齿轮的齿顶圆直径只有14 mm,同时它也是影响该系统合格率的重要部件之一。目前,此系统在国内派克公司的合格率为75%左右。通过实验研究发现,泵性能不能达标的主要原因是“机构提升时带负载的流量”这项指标。本文就是以微型外啮合齿轮泵的公差参数对流量的影响为研究对象,从外啮合齿轮泵的工作原理入手,结合理论研究与实验验证,建立了微型外啮合齿轮泵流量的数学模型,综合运用了正交试验设计、计算机仿真计算以及遗传算法,以解决企业实际问题而展开的定量的研究分析微型外啮合齿轮泵的公差参数对齿轮泵性能的影响,并给出了较优的齿轮参数的加工公差。为企业提高产品的一次合格率奠定了理论和实验基础,对企业经济效益的提高、大批量的生产以及新产品的开发有一定的指导意义。
吴武彬[9]2008年在《Logix多齿轮泵静态特性的研究及应用》文中提出在作为液压动力元件之一的液压泵中,齿轮泵结构简单紧凑、体积小、重量轻、自吸性好、对污染不敏感、工作可靠、成本低,因而应用广泛。其缺点是流量均匀性差、压力偏低、径向力不平衡、排量小、噪声大,不符合现代设计理念。在性能要求较高场合的应用受到限制,特别在流量均匀性要求较高的场合。为此,本文在普通齿轮泵工作原理的基础上,提出了以Logix齿轮代替传统齿轮的新型多齿轮泵。首先,多齿轮泵是在普通齿轮泵的基础上发展起来的一种新型齿轮泵。它与普通齿轮泵相比较,具有排量大、径向力平衡、流量脉动小、传动平稳、体积小等一系列优点。其次,Logix齿轮是由日本学者提出的一种新型齿轮,它齿面接触疲劳强度约为渐开线齿轮的3倍,弯曲疲劳强度约为渐开线齿轮的2.5倍。结合了两者的优点,本文主要做了以下几方面的研究:1、在对Logix齿轮的形成原理详细的分析的基础上,推导出了齿廓曲线方程,并在对Logix齿轮的各参数的详细分析基础上,提出了参数的选择依据。2、在分析普通齿轮泵的基础上,对Logix多齿轮泵的工作原理、结构原理、流量特性做了详细的分析,并对流量特性进行了计算机仿真。验证了Logix多齿轮泵的流量特性优于普通齿轮泵,排量是普通齿轮泵的2倍,流量脉动系数是普通齿轮泵的1/4。3、利用MATLAB的强大数值计算功能,对Logix齿轮的齿廓曲线进行仿真,并将计算结果导入Pro/E中,最终实现Logix齿轮的叁维参数化建模。在实现叁维参数化建模的基础上,利用ANSYS有限元分析法对齿轮的进行静力学上的分析,并分析了齿轮泵的其他受力情况。最终得出,Logix多齿轮泵中心轮受到的液压径向力完全平衡,齿轮啮合时受到的接触应力远远小于普通齿轮。4、最后,在以上的分析基础上,进行了样机结构的设计和加工。设计了两块配油板,实现了齿轮的新型配油方式。
李玉龙[10]2009年在《外啮合齿轮泵困油机理、模型及试验研究》文中研究指明困油现象是外啮合齿轮泵固有的特性之一,困油压力值的准确评估是控制和减轻困油的前提,本文以困油模型的建立和困油压力的精确仿真为目标展开研究,主要工作包括以下几个方面:采用扫过面积的方法,以主动齿轮的啮合长度为变量,建立了异齿数齿轮泵的平均流量、流量不均匀系数、困油容积和困油流量的计算公式,为后续困油压力的仿真做好前期的准备工作。结果表明主大从小的异齿数组合对流量特性有利,对困油现象不利;而主小从大异齿数组合的影响则相反。采用计算创建法与虚拟量测法相结合,给出了最小困油面积和卸荷面积计算与验证的问题。实例表明卸荷面积的变化为抛物线型,具体应用时,不同参数下的卸荷面积可采用不同指数和系数的抛物线来简化。建立了困油压力仿真的模型。依据模型中是否考虑齿轮副的动力学分析,将困油模型分为静态模型和动态模型。采用数值模拟方法研究了含气比,侧板倾斜,有效体积模量,离心力和齿轮副的振动等因素对困油压力的影响。结果表明含气是造成处于膨胀阶段后期的困油压力基于零压附近的主要原因,入口含气比对困油压力的影响不大,而离心含气比以及出油口含气比在进入困油区后的放大效应的影响较大;过小的侧隙和过大的困油压力会加剧齿轮副的振动;动态模型仿真的压力峰值一般要比静态模型低,采用动态模型更可靠;从动轮侧的困油压力峰值一般也要大于主动轮侧的困油压力峰值。针对仿真模型中的四大泄漏量进行了研究。轴向泄漏考虑了侧板倾斜和困油区的封闭轮廓在一个困油周期内的变化;静态时,齿面啮合泄漏依赖于其间的最小油膜厚度,侧隙泄漏依赖于侧隙的原始设计值;动态时,两者均依赖于啮合位置和振动位置的变化。实例表明卸荷泄漏、侧隙泄漏和啮合泄漏与困油流量基本处于同一数量级,是缓解困油压力的主要途径。基于台架试验测量了从动轮侧的困油压力,并与理论分析结果进行了对比,从而对困油分析模型进行了验证。静、动态模型的仿真结果之间的差距较大,动态模型比较接近于试验结果。引流口的体积对困油压力造成的影响很小,可以忽略不计。最后,对相关参数如何影响困油压力进行了动态模型的仿真分析,结果表明较小的模数、齿数、压力角、齿宽、齿顶高系数和较大的正变位系数,有利于困油压力的缓解,同时较大的正变位系数对流量脉动现象的改善也有一定效果。此外,对于高压、低速以及低压、高速工况下的困油特性进行了分析。本文的研究工作为困油压力的精确预测提供了一种有效的方法,在齿轮泵设计尤其在泵的振动与噪声控制等方面,具有一定的理论意义和应用前景。
参考文献：
[1]. 外啮合齿轮泵的泵齿轮最佳参数的研究及CAD[D]. 司健. 清华大学. 2002
[2]. 航天用超低粘度齿轮泵优化设计系统的研究[D]. 刘雄. 西华大学. 2016
[3]. 齿轮泵动静态性能分析及结构优化[D]. 许燕. 天津理工大学. 2013
[4]. 齿轮泵参数化设计方法研究与系统实现[D]. 宫柏秋. 哈尔滨工程大学. 2008
[5]. 同步齿轮泵的理论研究[D]. 徐华俊. 安徽理工大学. 2008
[6]. 滑油泵最佳参数研究及其参数化建模[D]. 印明昂. 东北大学. 2010
[7]. 基于SolidWorks的外齿轮泵零部件参数化CAD系统开发[D]. 邱承勋. 南京林业大学. 2006
[8]. 齿轮参数加工公差对微型外啮合齿轮泵性能的影响研究[D]. 赵虹辉. 上海交通大学. 2006
[9]. Logix多齿轮泵静态特性的研究及应用[D]. 吴武彬. 广东工业大学. 2008
[10]. 外啮合齿轮泵困油机理、模型及试验研究[D]. 李玉龙. 合肥工业大学. 2009
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