擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子加工工藝及主要工裝設(shè)計開題報告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計開題報告題目：外轉(zhuǎn)子加工工藝及主要工裝設(shè)計院（系）：機(jī)械工程學(xué)院班級：機(jī)械08-4班姓名：于周揚(yáng)學(xué)號：2008026164指導(dǎo)教師：張文生教師職稱：教授黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計開題報告題目擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子加工工藝及主要工裝設(shè)計來源工程實際1、研究目的和意義隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的發(fā)展對泵的條件越來越特殊，對特殊泵的需求越來越多，發(fā)展特殊泵是泵類產(chǎn)品發(fā)展的一個主要趨勢。近年來，為了提高齒輪泵的性能，國內(nèi)外正在進(jìn)行一些特殊齒形齒輪泵的研究，并已取得了一定的進(jìn)展。但目前我國石化行業(yè)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進(jìn)口產(chǎn)品，為了研究開發(fā)適合我國石化生產(chǎn)條件的高粘度齒輪泵，對此類泵的進(jìn)一步研究成為當(dāng)前齒輪泵技術(shù)發(fā)展的一個重要課題。國外對特種齒輪泵及高參數(shù)聚合物輸送用鹵輪泵進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作。美國、瑞士、德國、日本等國家先后開發(fā)出了各自的系列產(chǎn)品，特種齒輪泵以美國Viking內(nèi)嚙合齒輪泵和日本大晃株式會社的外嚙合齒輪泵比較著名。高參數(shù)聚合物輸送用齒輪泵以美國的聚合物設(shè)備公司(POLYMEREQUIPMENTCO)和瑞士瑪格公司(MAAG)的不帶同步齒輪的產(chǎn)品居國際領(lǐng)先水平1。這些聚合物齒輪泵應(yīng)用于高溫、高壓、高粘度的液體物料的輸送23。目前國內(nèi)生產(chǎn)的特殊齒輪泵主要有NCB-T型內(nèi)嚙合齒輪泵、TC七型特殊齒形高粘度齒輪泵以及CB-T型外嚙合齒輪泵4。但國內(nèi)產(chǎn)品性能與國外同類產(chǎn)品相比，還有不小的差距。開發(fā)新的齒輪泵，以提高齒輪泵的性能，更好的滿足嚙合和輸送介質(zhì)的要求，也是促進(jìn)齒輪泵的發(fā)展、滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要。而我國特殊齒形齒輪泵轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計原則、嚙合特性的分析、制造加工技術(shù)等還沒有建立較為完善的理論體系。所以這些方面的研究對提高我國齒輪泵設(shè)計制造水平具有重要意義。2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻(xiàn)綜述)齒輪技術(shù)的歷史可追溯到30005000年前，而作為齒輪在工業(yè)中應(yīng)用的一種重要裝置齒輪泵的雛形只能追溯到16世紀(jì)，但它是所有類型泵中最古老的一種56。通常將抽吸、輸送液體和使液體壓力增加的機(jī)器統(tǒng)稱為泵7，齒輪泵是其中容積式回轉(zhuǎn)泵的一種，它是一種使用非常廣泛的流體機(jī)械。齒輪泵的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、自吸性能好、轉(zhuǎn)速范圍大、不容易咬死、對污染不敏感、使用可靠、壽命較長、便于制造、便于維修，成本低。齒輪泵在高速、低速甚至手搖時，都能可靠地進(jìn)行抽吸液體8，因此它廣泛應(yīng)用于機(jī)床、輕工、農(nóng)林、冶金、礦山、建筑、船舶、飛機(jī)、汽車、石化機(jī)械等行業(yè)，特別是輸送粘度較大的液體，例高粘度聚合物、潤滑油、燃燒油等。例如齒輪泵在液壓泵中占7829。而且齒輪泵的使用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大，許多過去用軸向柱塞泵的液壓設(shè)備也已改用齒輪泵(如工程起重機(jī)等)10。齒輪泵借助于一對齒輪副輪齒脫開嚙合側(cè)和進(jìn)入嚙合側(cè)在密封殼體內(nèi)形成的工作容積的周期性變化來實現(xiàn)液體的輸送。根據(jù)齒輪傳動形式的不同，可以把齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩大類；按齒輪泵的用途不同分為普通泵和特殊泵，普通泵大多用于輸送油類液體或用于液壓傳動系統(tǒng)，常稱為油泵或液壓泵，特殊泵則多用于石油、化工等輸送粘稠物料的行業(yè)；按齒輪泵轉(zhuǎn)予型線不同可分為普通漸開線型線和特殊型線齒輪泵。典型齒輪泵的結(jié)構(gòu)如圖1-1、1-2所示，主要由兩轉(zhuǎn)子，以及容納它們的泵體和前后泵蓋所組成。特殊結(jié)構(gòu)的泵有非對稱漸開線多齒泵1112、三齒輪外嚙合齒輪泵13、復(fù)合齒輪泵14-25等，這些泵克服了普通齒輪泵的流量和壓力脈動大、噪聲大、徑向力不平衡、軸承磨損嚴(yán)重等缺點，使泵的流量成倍增加，壽命大幅度提高，具有設(shè)計先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)越、效率高等優(yōu)點，為變革傳統(tǒng)的二齒輪式齒輪泵提供了一種創(chuàng)新思路。近十幾年來，齒輪泵行業(yè)取得了長足的發(fā)展。很多新型齒廓齒輪泵的相繼出現(xiàn)使齒輪泵的性能得到了很大的改善，齒輪泵的工作壓力有了很大提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了不少改進(jìn)，變量泵的研究也在進(jìn)行。齒輪泵技術(shù)正朝著設(shè)計多樣化、進(jìn)一步推廣CADCAM技術(shù)和發(fā)展無密封泵等方向發(fā)展；生產(chǎn)朝多品種、小批量發(fā)展；產(chǎn)品發(fā)展以控制泄漏、減少污染、減少能耗和降低成本為方向26。目前各國一般用途泵的比重下降，而特殊用途的泵大量發(fā)展，比例逐年增加。據(jù)估計，目前國外特殊泵的比例已占80左右26。而我國石化行業(yè)用來傳輸高粘度介質(zhì)的大模數(shù)，大螺旋角，少齒數(shù)的特殊泵還處于研究開發(fā)階段，國內(nèi)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進(jìn)口產(chǎn)品27，這使企業(yè)投資成本大大增加，企業(yè)競爭力減弱。與國外同類產(chǎn)品相比國產(chǎn)齒輪泵的效率、可靠性與使用壽命還相差甚遠(yuǎn)。主要存在以下問題：齒輪泵的流量和壓力脈動大，排量小，出口壓力小，噪聲高，困油現(xiàn)象嚴(yán)重，強(qiáng)度低。3、研究/設(shè)計的目標(biāo)：設(shè)計參數(shù)：外轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z2=7，表面粗糙度Ra1.6，主要完成加工工藝及主要工裝的設(shè)計。完成A0號圖紙2-3張。1、成形拉刀設(shè)計圖。2、夾具（磨削擺線齒輪夾具）圖。3、修整砂輪工具圖。4、磨削裝置總裝圖。其中1張圖必須徒手畫。按照工程技術(shù)規(guī)范，整理技術(shù)資料，編寫設(shè)計說明書一份。4、設(shè)計方案（研究/設(shè)計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）：加工工藝過程毛坯加工擺線內(nèi)轉(zhuǎn)子材料為20CrMo。剪床下長料后，內(nèi)孔，車成西粗糙度1.6然后以一刀下端面為基準(zhǔn)，修磨兩端面，作為粗切齒的定位基準(zhǔn)。滲碳、淬火等熱處理后，再重新修磨定位基準(zhǔn)。內(nèi)孔磨成中作為最后精切齒工藝基準(zhǔn)。粗加工工件從毛坯到產(chǎn)品的加工過程中，材料去除量較大，為保證加工精度，防止變形，粗切齒使用成形銑刀加工，半徑方向余量取為025030mm，將大部分加工余量切除，并為下道工序作好定位基準(zhǔn)準(zhǔn)備。精加工擺線內(nèi)轉(zhuǎn)子材料為20CrMo，熱處理后，合適的磨削參數(shù)如下：砂輪轉(zhuǎn)速=1700rmin；粗磨徑向進(jìn)給=00100015mm(半徑)，精磨徑向進(jìn)給=00050010mm(半徑)。當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)角速度(公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn))一定時，位于曲線拐點處范圍的速度較齒頂處為高，因為這部分齒面為主要受壓區(qū)，進(jìn)給速度選擇以此處為準(zhǔn)。當(dāng)砂輪直徑和轉(zhuǎn)速一定時(切削速度按30ms選擇)，工件的最佳回轉(zhuǎn)速度為1736rmin。5、方案的可行性分析：通過對機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計機(jī)械制造工程學(xué)等專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及相關(guān)課程設(shè)計和實驗課程的實踐，同時經(jīng)過張文生老師的講解和指導(dǎo)我堅信能把畢