免费毕业论文--齿轮泵的研究与三维造型设计(一(3)
2015-12-17 01:16
导读：必然的趋势。目前，市面上可供选择的软件有很多，主要包括高端的Pro／Engineer，I-DEAS，UG，CATIA和中端的Solidworks，SolidEdge等3D设计软件。这些软件的一个共
必然的趋势。目前，市面上可供选择的软件有很多，主要包括高端的Pro／Engineer，I-DEAS，UG，CATIA和中端的Solidworks，SolidEdge等3D设计软件。这些软件的一个共性就是它们都具备了尺寸参数驱动技术以及虚拟装配技术；这些技术一般都能满足用户设计的各项诸如设计、计算分析、制造、虚拟装配、干涉检查、有限元分析、运动分析等高级CAD的需求。尤其是集设计、工程及制造系统于一体的UG软件，Pro／Engineer是一个典型的模块化集成软件，其功能非常强大，最显著的的特征就是使用参数化的特征造型。根据目前的市场来看，它在我国的CAD/CAM研究所和工厂中得到了广泛地应用，有着越来越广阔的市场。同AutoCAD相比，它的技术特点就是参数化管理，所有的算法都是矢量化的，三维与二维图形元素具有关联性，是目前不可多得的计算机辅助设计软件。
在本次
设计中，根据2CY系列齿轮泵中的一种来进行参数设计，然后进行二维工程图绘制，最后应用由美国参数公司PTC开发Pro/Engineer 三维制图软件，完成对齿轮泵的三维造型设计。
第二章 齿轮泵的工作原理及总体结构设计
2.1 齿轮泵的工作原理
图2.2 工作原理图
1-压紧螺母2-轴套3-泵体4-垫片5-销6-齿轮轴7-齿轮8-泵盖9-螺钉
这个齿轮泵由泵体3，端盖8，主动齿轮轴6，从动齿轮7等15种零件组成的。泵体3和端盖8之间用6个螺钉9连接，并用两个圆柱销5定位，垫片4起调节间隙和密封作用。齿轮轴6、7两端分别由泵体3和端盖8支承。齿轮轴6装有联轴器，并用压紧螺母1、垫圈拧紧，防止轴向松动。齿轮轴6上装有垫片4，通过垫片4、压紧螺母1压紧，防止油渗出，起密封作用。当动力通过联轴器及平键使齿轮轴6旋转时，其主动齿轮旋转，带动从动齿轮旋转。一对啮合的齿轮旋转，在泵体3上方进油口处产生局部真空，使压力降低，油被吸入，油从齿轮的齿隙被带到下方出油口处。当齿轮连续转动就产生齿轮泵的加压和输油作用。
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2.2 齿轮泵用途、应用范围、结构特点
1.用途：
适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性，温度不高于80℃，粘度为5×10-6～1.5×10-3m2/s（5-1500cSt)的润滑油或性质类似润滑油的其他液体以及用于液压转动系统。
2.应用范围：
在输油系统中可用作传输，增压泵；
在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵；
在液压传动系统中可用作提供液压动力的液压泵；
在一切工业领域中，均可作润滑油泵用。
3.结构特点：
本系列齿轮泵主要有齿轮、轴、泵体、泵盖、轴端密封等组成。齿轮经氮化处理有较高的硬度和耐磨性。与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输送介质而自动达到。
2.3 齿轮泵的总体结构设计
本次设计是齿轮泵的三维造型，它是通过两个齿轮相啮合来改变工作腔容积的大小，进而产生不同的压力达到吸油和排油的目的。齿轮泵大体可分为以下两个方案如图所示：
方案a：此方案齿轮泵由左端盖、右端盖、中泵体和一对相啮合齿轮组成，外面由联轴器直接与电动机相连。此方案齿轮泵的转速和电动机转速相同，容易拆装，减小成本，但要求同轴度要好。
方案b：此方案齿轮泵由端盖、泵体和一对相啮合齿轮组成，外面由一对啮合齿轮再与电动机连接。此方案密封性较好。
选用方案a作为本次设计的方案。则齿轮泵的主要性能参数：流量q=21m³/h;压力为2.5Mpa;容积效率58%；转速1420r/min；电动机功率3kw.
理论功率：
由于泵的进口压力很小近似为零，所以泵出口压力P表示进出口压力差△P
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kw
输入功率和输出功率
=△pq=△pqtηpv=pt×0.85=1.24kw
3.理论转矩
当忽略能量转换及输送过程中能量损失时液压泵
=9.804 N·m=9804 N·mm
4.实际转矩
T= =9804/0.9=10893.3 N·mm
5.电动机输入功率及输入转矩
kw
N·mm
则该齿轮泵结构图为：、
图2.5 齿轮泵结构简图
一：联轴器选择与校核：
考虑到Y100l2-4电动机满载转速=1420r/mm转速较高应选择有弹性元件 的抗性联轴器，又考虑到电动机额定功率=3kw功率不大，从制造容易装拆方面出发选用弹性圆柱销联轴器。
联轴器传递功率 =
——联轴器效率=0.99
则=2.14/0.99=2.16kw 则联轴器的计算转矩=kT
式中：
k—载荷系数 k=1.5（[1]表19.3）
T—名义转矩T=9.55××/=9.55××2.16/1420=1.45× N·mm
=1.5×1.45×=2.18× N·mm
选择联轴器型号
由=2.18× N·mm =1420r/mm =25mm =28mm （Y100L2-4电动机轴径查[2]P155-156的表12.1和12.3）选用TL4型弹性圆柱销联轴器。由[2]P92表8-5它的公称转矩为6.3×N·mm 许用转速为4200r/min轴孔范围20-28mm均满足要求。
则联轴器TL4GB4323-84
图2.6联轴器示意图
联轴器参数 图[4]P271
=76mm d=10mm z=6mm a=15mm b=23mm sb=23mm
查[1] 柱销许用弯曲应力[]=0.4=0.4×360=144N/（选45钢作柱销
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45钢=360N/)
