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2016-11-15 閱讀(1318)
VICKERS漸開線外嚙合齒輪泵的分析
齒輪泵是一種常用的液壓泵，主要用于各種液體的流量控制，常用于噴漆、醫(yī)藥、石油化工等領(lǐng)域。但目前一般齒輪泵的精度和穩(wěn)定性均較差，經(jīng)常出現(xiàn)流量和壓力脈動(dòng)大、噪聲大、泄露、排量不可調(diào)等現(xiàn)象。齒輪泵在液壓系統(tǒng)中的地位很重要，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的動(dòng)力源。相對(duì)于其它結(jié)構(gòu)的泵，齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、價(jià)格低、制造簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、轉(zhuǎn)速變化范圍大，并且系統(tǒng)對(duì)油液的污染不敏感，所以在機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛?，F(xiàn)代機(jī)械工程對(duì)齒輪泵也提出很多新要求，如壓強(qiáng)高、排量大、脈動(dòng)低、噪音低等，所以對(duì)齒輪泵的性能分析與改進(jìn)成為了很重要的課題。
VICKERS漸開線外嚙合齒輪泵的分析 析和數(shù)值計(jì)算，為齒輪泵的設(shè)計(jì)提供必要的理論依據(jù)。 1.根據(jù)漸開線形成原理得到齒廓方程、嚙合線方程。并對(duì)齒輪嚙合重合度、嚙合滑動(dòng)進(jìn)行了分析。 2.分別計(jì)算了齒輪泵齒間區(qū)的流量、齒輪嚙合區(qū)域的流量，zui后就得到了齒輪泵的流量。在時(shí)間和轉(zhuǎn)速確定的情況下，得到齒輪泵的流速。外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)對(duì)其內(nèi)部的流場(chǎng)有很大的影響，采用fluent有限體積法求解計(jì)算模型，就不同中心距和轉(zhuǎn)速情況下外嚙合齒輪泵內(nèi)部流場(chǎng)的變化特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：（1）在齒輪泵的吸油口壓強(qiáng)比壓油口壓強(qiáng)低，且流體壓力呈周期性變化，在齒輪的嚙合齒對(duì)間形成了困油；（2）中心距越?。ù螅?，出口處的平均速度越大（?。?，進(jìn)出口壓力差越大（小），困油區(qū)壓力越高；（3）出口流速和轉(zhuǎn)速呈線性正比關(guān)系。設(shè)計(jì)時(shí)選用稍大的中心距可降低困油區(qū)壓力。 3.通過理論分析可以知道齒輪周圍的壓力是周向變化的，齒輪受到的液壓徑向力是不對(duì)稱的，并通過數(shù)值模擬得到了驗(yàn)證。由于兩齒輪的嚙合，齒輪間具有相互作用的嚙合力，通過計(jì)算得到齒輪受到的嚙合力和扭矩。通過有限元法，利用ansys軟件，對(duì)齒輪嚙合接觸應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值分析，得到了齒輪的應(yīng)力分布情況，為齒輪的設(shè)計(jì)提供參考。 4.圍繞齒輪泵設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行討論，只要確定了齒數(shù)Z、模數(shù)m、齒厚b，就能基本確定齒輪泵的結(jié)構(gòu)，并討論了齒輪泵設(shè)計(jì)中zui關(guān)鍵的步驟。分析了困油的主要形成原因，并給出了困油的解決方法，即設(shè)計(jì)卸油槽。根據(jù)齒輪泵徑向力的計(jì)算方法給出相關(guān)的減少?gòu)较蛄Φ姆椒?。以流量脈動(dòng)為優(yōu)化對(duì)象，建立了設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化模型。主要工作如下： 1、計(jì)算得到了齒輪泵流量與齒輪主參數(shù)、齒輪泵泄漏量和齒輪泵徑向間隙的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，建立了流量分別為3ml/r、5ml/r和10ml/r的齒輪泵實(shí)體模型。 2、分別采用18CrNiMo與45號(hào)鋼作為齒輪泵與主軸的制造材料，并確定了其熱處理工藝；隨后開展了齒輪泵關(guān)鍵部件—齒輪的加工工藝研究，并提出了一整套完善的齒輪加工工藝方案。 3、為實(shí)現(xiàn)齒輪泵流量的控制，搭建了齒輪泵流量測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)。zui終不僅分析了齒輪泵軸向間隙、徑向間隙變化對(duì)齒輪泵工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)流量變化的規(guī)律性影響，而且得到了在不同液壓油粘度、齒輪間隙下，齒輪泵試驗(yàn)流量和理論流量的關(guān)系。
