基于solidworks的齒輪泵仿真

PAGEXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGEPAGEIIXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目基于Solidworks的齒輪泵仿真系別專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師日期濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：基于Solidworks的齒輪泵仿真設(shè)計(jì)要求：1.對齒輪泵的工作參數(shù)（流量、效率、轉(zhuǎn)速）、幾何參數(shù)(齒數(shù)、模數(shù)、齒寬)、主要部件參數(shù)（分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑等）進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。2.運(yùn)用solidworks對齒輪泵的各個(gè)零部件（泵蓋、泵體、齒輪軸、緊固件等）進(jìn)行建模，熟練掌握solidworks的建模方法。3.運(yùn)用solidworks對齒輪泵進(jìn)行裝配，掌握solidworks的裝配方法。4.對裝配體進(jìn)行干涉檢查，對其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：第一周到第四周下達(dá)任務(wù)書，查閱、收集相關(guān)資料。第五周到第七周，進(jìn)行齒輪泵的工作參數(shù)，幾何參數(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。第八到十周，用solidworks進(jìn)行齒輪泵的零件建模及裝配體建模。第十周到十二周，撰寫論文，對論文進(jìn)行排版修改。指導(dǎo)教師（簽名）：摘要SolidWorks是一款功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件，具有強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能。在SolidWorks的標(biāo)準(zhǔn)菜單中包含了各種用于創(chuàng)建零件特征和基準(zhǔn)特征的命令。通過運(yùn)用這些特征造型技術(shù)可以很方便的設(shè)計(jì)出需要的實(shí)體特征。應(yīng)用SolidWorks軟件，可以建立出齒輪泵各個(gè)零部件的三維模型，進(jìn)行裝配后建立齒輪泵虛擬樣機(jī)。參數(shù)化造型設(shè)計(jì)是SolidWorks軟件核心功能之一，包括曲面和實(shí)體造型以及基于特征的造型等。它提供尺寸驅(qū)動(dòng)的幾何變量，用交互式方法檢查模型變化的結(jié)果，其模型可智能化。參數(shù)化造型虛擬技術(shù)通過記錄幾何體間的所有依存關(guān)系，自動(dòng)捕捉設(shè)計(jì)者的意圖。此設(shè)計(jì)中主要利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks，建立了齒輪泵的虛擬樣機(jī)模型，并在此基礎(chǔ)上利用SolidWorks軟件對齒輪泵進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真、基體受力分析等。建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析，跟蹤零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析機(jī)構(gòu)中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等，并用動(dòng)畫、圖形、表格等多種形式輸出結(jié)果，其分析結(jié)果可指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或調(diào)整零件的材料。設(shè)計(jì)的更改可以反映到裝配模型中，再重新進(jìn)行分析，一旦確定優(yōu)化方案，設(shè)計(jì)更改就可直接反映到裝配模型中。此外還可以將零部件在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況下的復(fù)雜載荷情況直接輸出到主流有限元分析軟件中以作出正確的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)分析。關(guān)鍵詞：SolidWorks，參數(shù)化造型，建立模型PAGE30目錄TOC\o"1-3"\u摘要 II目錄 III1齒輪泵的設(shè)計(jì) 11.1齒輪泵概述 11.2齒輪泵設(shè)計(jì)要求 21.2.1齒輪泵工作參數(shù)要求 21.2.2齒輪幾何參數(shù)的要求 31.3齒輪泵主要部件參數(shù)的確定 51.4Solidworks建模 61.4.1齒輪軸建模 61.4.2泵體建模 101.4.3Solidworks建?；驹瓌t 121.4.4裝配體初步建模與泵蓋建模 131.4.5連接件的選擇和螺紋生成 161.4.6密封件的選擇 182齒輪的校核 213齒輪泵的閉死容積和卸荷槽 253.1閉死容積 253.2卸荷槽 254結(jié)束語 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29TOC\o"1-2"\h\z\u1齒輪泵的設(shè)計(jì)1.1齒輪泵概述齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的液壓泵，有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種結(jié)構(gòu)形式。齒輪泵的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速高，自吸性能好，對有的污染不敏感，工作可靠，壽命長，便于維護(hù)修理以及價(jià)格低廉等；主要缺點(diǎn)是流量和壓力脈動(dòng)較大，噪聲較大（只有內(nèi)嚙合齒輪泵噪聲較?。?，排量不可調(diào)。齒輪泵是靠相互嚙合旋轉(zhuǎn)的一對齒輪輸送液體，分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。泵工作腔由泵體、泵蓋及齒輪的各齒槽構(gòu)成。由齒的嚙合線將泵吸入腔和排出腔分開。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒間的液體被帶至排出腔，液體受壓排出。齒輪泵適用于輸送不含固體顆粒的液體，可作潤滑油泵、重油泵、液壓泵和輸液泵。所輸送液體的粘度范圍為,齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。齒輪泵的工作原理如圖1.1。齒輪泵泵體內(nèi)腔容納一對齒數(shù)相同的外嚙合漸開線齒輪，齒輪兩側(cè)由端蓋蓋?。▓D中未出示）。泵體、端蓋和齒輪之間形成了密封腔，并由兩個(gè)齒輪的齒面接觸線將左右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔。當(dāng)主動(dòng)齒輪軸逆時(shí)針帶動(dòng)從動(dòng)齒輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這對傳動(dòng)齒輪的嚙合右腔空間壓力降低而產(chǎn)生局部真空，油池內(nèi)的油在大氣壓力作用下進(jìn)入泵的吸油口。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，齒槽中的油不斷被帶至左邊的壓油口，把油壓出，送至機(jī)器中需要潤滑的部位。圖1.1齒輪泵的工作原理圖1.2齒輪泵設(shè)計(jì)要求1.2.1齒輪泵工作參數(shù)要求（1）流量外嚙合齒輪泵在沒有泄露損失的情況下，每一轉(zhuǎn)所排出的液體體積叫做泵的理論排量，以q表示。外嚙合齒輪泵，一般兩齒輪的齒數(shù)相同，所以(1)式中：b——齒寬D——齒頂圓直徑a——齒輪中心距t——基圓節(jié)距——基圓柱面上的螺旋角不修正的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒輪泵的理論排量：(2)式中：m——齒輪模數(shù)z——齒輪齒數(shù)а——齒輪壓力角理論流量：(3)式中n——泵轉(zhuǎn)速，單位（r/min）實(shí)際流量：(4)式中——泵的容積效率，一般取0.750.9，小流量泵取小值。（2）轉(zhuǎn)速齒輪泵的轉(zhuǎn)速不宜過高，由于離心力的作用，轉(zhuǎn)速高液體不能充滿整個(gè)齒間，以至流量減小并引起氣蝕，增大噪聲和磨損，對高粘性液體的輸送影響更大，轉(zhuǎn)速可按表1.1選取。（3）效率(5)表1.1流體粘度與齒頂圓線速度液體粘度124576152300520760線速度543.75式中：P——泵進(jìn)出口壓力差Q——流量——軸功率齒輪泵的能量損失主要是機(jī)械損失和容積損失，水力損失很小，可忽略不計(jì)。容積損失主要是通過齒輪端面與側(cè)板之間的軸向間隙，齒頂與泵體內(nèi)孔之間的徑向間隙和齒側(cè)接觸線的泄露損失，其中軸向間隙泄露約占總泄露量的75%―80%。機(jī)械效率，大流量泵低。1.2.2齒輪幾何參數(shù)的要求(1)齒數(shù)z、模數(shù)m和齒寬齒數(shù)多，泵的外形尺寸大，但壓力和流量脈動(dòng)小。中低壓齒輪泵對壓力和流量脈動(dòng)要求較嚴(yán)，通常取z=1225，高壓泵為減小外形尺寸，一般取z=614，對流量脈動(dòng)要求不高的粘性液體輸送泵可取z=68。中低壓齒輪模數(shù)按表1.2選取。對工作壓力大于10mP的高壓泵，應(yīng)考慮齒輪強(qiáng)度，需適當(dāng)增大模數(shù)。齒寬按表1.3確定。表1.2流量與模數(shù)流量Q模數(shù)m4101.52>10322.53>32633.54>631254.55(2)齒輪修正齒輪泵采用壓力角標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪，齒數(shù)少于17時(shí)均有根切現(xiàn)象產(chǎn)生，使齒輪強(qiáng)度減弱，工作情況變壞，須作齒輪修正，修正方法與通常的齒輪修正方法略有不同，兩齒輪的刀具移距取正值（即離開中心），修正后節(jié)圓處的齒側(cè)間隙為0.08m,刀具切入齒輪的深度即齒高h(yuǎn)=2.3m(ξ0.5)m，修正齒輪的主要數(shù)據(jù)見表1.4。表1.3工作壓力與齒寬工作壓力P齒寬b<2m≥210m＞10m表1.4齒輪修正幾何參數(shù)幾何參數(shù)計(jì)算公式齒數(shù)z實(shí)際中心距節(jié)圓直徑頂圓直徑根圓直徑基圓直徑基圓節(jié)距嚙合角移距系數(shù)重疊系數(shù)齒頂厚度1.3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)初步確定一對嚙合的齒輪齒數(shù)z=20,模數(shù)m=2.5,齒寬定為b=20,電機(jī)轉(zhuǎn)速2000r/min，2500r/min，工作壓力P=10。以上參數(shù)可能由于不符合（1）中要求。現(xiàn)回代以驗(yàn)證：由公式（2），（3），（4）：流量、排量和模數(shù)的關(guān)系符合表2的要求。齒輪分度圓直徑由表1.4可得：齒頂圓直徑故頂圓點(diǎn)的線速度要想通過表1.1確定是否符合要求，就要先確定液壓油的型號(hào)。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。國內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料表明，液壓系統(tǒng)的故障70%85%是由于液壓油方面的原因引起的。在液壓系統(tǒng)中，液壓油的主要作用是：作為對系統(tǒng)中的能量進(jìn)行控制、轉(zhuǎn)換和傳遞的工作介質(zhì)。此外，液壓油還具有其他一些重要作用：潤滑液壓元件、減少機(jī)器的摩擦和磨損、防銹、傳熱、沖洗粉末等作用。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。對于本設(shè)計(jì)中的液壓油的選定：依據(jù)以上確定的工作參數(shù)，可以看出比較符合市場上的CBG1016液壓泵，只不過CBG1016液壓泵的工作壓力為16，高于設(shè)計(jì)的工作壓力，所以選擇CBG1016的液壓油可以很好滿足工作要求。依據(jù)手冊可以確定液壓油的型號(hào)：HM46，推薦黏度20，適當(dāng)減小黏度值可以大致符合表1對于齒頂圓最大線速度的要求。齒寬的驗(yàn)證可以直接從表中看出符合要求。1.4Solidworks建模1.4.1齒輪軸建模齒輪建模有三種方法，這三種建模方法的特點(diǎn)是：1)描點(diǎn)法是構(gòu)建齒輪參數(shù)化模型通用的方法。它可以推廣至各種不同齒廓曲線齒輪的建模。需要建立相應(yīng)的齒廓曲線的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算軟件求得一系列離散點(diǎn)的坐標(biāo)值，在三維造型軟件中描點(diǎn)繪出齒廓曲線草圖后，進(jìn)行拉伸或切除等命令即可得到齒輪的三維模型。其過程較為繁瑣。優(yōu)點(diǎn)是只要建立精確的數(shù)學(xué)模型，多取些型值點(diǎn)就可以獲得較高的曲線精度，從而提高三維模型的精度。

2)參數(shù)法需要有相應(yīng)的模版文件。模版文件將描點(diǎn)法中的分析曲線、建立數(shù)學(xué)模型、計(jì)算型值點(diǎn)坐標(biāo)等過程編寫好程序，將程序內(nèi)置，界面通常比較簡單。對常用的標(biāo)準(zhǔn)齒輪建模，如直齒輪、錐齒輪和渦輪等。如果精度要求不是很高，用這種方法是很方便的。用戶只需輸入?yún)?shù)，就可以方便而迅速地建立需要的模型了。

3)利用插件法也是一種便捷的建模方法，但必須獲得開發(fā)商授權(quán)。這三種在SolidWorks中建立漸開線齒輪三維模型的方法具有很強(qiáng)的實(shí)用性，實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)情況靈活應(yīng)用。對進(jìn)一步進(jìn)行齒輪有限元分析、齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析等具有重要意義。這里采用第一種建模方法。新建一零件圖命名為“大齒輪軸”，用"拉伸"特征生成一個(gè)圓柱，如圖1.2所示。其直徑等于齒根圓直徑。用上面做出的齒槽的齒廓曲線草圖在圓柱上應(yīng)用"拉伸切除"特征切出一個(gè)齒槽，"陣列"特征即可得到標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的三維模型，如圖1.3所示。圖1.2大齒輪軸拉伸特征圖1.3大齒輪軸齒輪段本設(shè)計(jì)中齒輪為齒輪軸，如圖1.4所示。與其嚙合的小齒輪軸建模同上，如圖1.5所示。圖1.4大齒輪軸圖1.5小齒輪軸1.4.2泵體建模第二步是泵體的設(shè)計(jì)，參照齒輪的尺寸，并按照通常齒輪泵泵體的形狀設(shè)計(jì)如下：草圖如圖1.6所視，然后建立“拉伸”特征，這里用了選擇拉伸的方法，選擇一定的輪廓進(jìn)行拉伸，并且在不同的輪廓處選擇不同的拉伸高度。這樣可以用一個(gè)草圖建立不同的拉伸特征組合起來。在后面上繪制草圖，并建立拉伸切除特征,深度尺寸為齒輪厚度。如圖1.7所示。圖1.6泵體草圖圖1.7泵體1.4.3Solidworks建?；驹瓌t基于三維設(shè)計(jì)的Solidworks采用全相關(guān)技術(shù)，并在設(shè)計(jì)思路上支持自下而上和自上而下的方式。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法往往從零件開始設(shè)計(jì)，畫零件圖，然后按尺寸把零件圖畫入裝配體圖，若設(shè)計(jì)零件較多，則尺寸數(shù)據(jù)太多容易出錯(cuò)。當(dāng)零件在裝配體中不合理時(shí)，需要返回更改，工作量很大，且容易有疏漏?；赟olidworks的設(shè)計(jì)可以這樣進(jìn)行：首先大致確定裝配體形狀和其中的主要關(guān)鍵零件，初步設(shè)計(jì)出表現(xiàn)裝配體形狀的基體零件，比如箱體，基座等零件，然后初步設(shè)計(jì)出關(guān)鍵零件，如本設(shè)計(jì)中的齒輪。運(yùn)用Solidworks的虛擬裝配功能把以上初步設(shè)計(jì)的零件裝配起來。然后在裝配體中確定剩余零件的粗略尺寸和數(shù)量。在新建的零件圖中作出零件模型，導(dǎo)入裝配體中，在裝配體中編輯零件尺寸和特征，使各部分配合完善，然后通過干涉檢查確認(rèn)各尺寸的配合是否干涉。以上操作均可視化,非常直觀方便,省去了頭腦中建模和圖紙中表達(dá)這一間接過程，直觀準(zhǔn)確且不易出錯(cuò)。1.4.4裝配體初步建模與泵蓋建模按照以上思路，新建一個(gè)裝配體，命名為“裝配體”，把泵體設(shè)為固定零件，然后把齒輪裝入裝配體，如圖1.8所示。在這之后設(shè)計(jì)出齒輪泵體的泵蓋，新建一個(gè)零件草圖，命名為“泵蓋6”，并保存。建立一個(gè)較大的拉伸形成的矩形板并保存。把泵蓋插入裝配體中，并建立平行配合。圖1.8初步裝配圖在裝配體中編輯“泵蓋6”草圖，選定箱體相平行面上的輪廓，單擊“轉(zhuǎn)換實(shí)體引用”按鈕即可在草圖上繪制和箱體配合的輪廓相同的草圖。退出草圖，然后從新編輯拉伸的輪廓就可生成需要的形狀的輪廓。然后在泵蓋的另一面繪制草圖并拉伸特征，最終完成零件的建模。單擊“編輯零件”按鈕退出零件編輯，并且注意及時(shí)保存，彈出的對話框提示確認(rèn)裝配體中相關(guān)聯(lián)的零件已修改，見圖1.9。圖1.9這里體現(xiàn)了全相關(guān)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和特征，在設(shè)計(jì)中任一處關(guān)于零件或裝配體的修改都將保存在相應(yīng)的零件或裝配體中，無需逐個(gè)修改，這保證了準(zhǔn)確性和快捷性，省去了反復(fù)修改的枯燥和易出現(xiàn)的疏漏。新建一零件圖，命名為“泵蓋1”，泵蓋的設(shè)計(jì)參照泵體的設(shè)計(jì)參數(shù)。草圖如圖1.10所視，然后建立“拉伸”特征，這里用了選擇拉伸的方法，選擇一定的輪廓進(jìn)行拉伸，并且在不同的輪廓處選擇不同的拉伸高度。這樣可以用一個(gè)草圖建立不同的拉伸特征組合起來。在后面上繪制草圖，并建立拉伸切除特征。如圖1.11所示。圖1.10泵蓋1草圖圖1.11泵蓋11.4.5連接件的選擇和螺紋生成在各棱處建立“圓角”及“倒角”特征，以完成圓角和倒角。下面選擇連接件[6]：1．內(nèi)六角螺釘：螺釘。3．銷：銷。進(jìn)行泵蓋前螺塞的設(shè)計(jì)。如圖1.12所示圖1.12螺塞內(nèi)六角螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)。與前面方法相同，先建立草圖，然后進(jìn)行特征建立，如圖1.13所示。圖1.13內(nèi)六角螺釘緊固件銷如圖1.14所示。圖1.14銷1.4.6密封件的選擇最后進(jìn)行密封件的設(shè)計(jì)。密封裝置歷來是液壓傳動(dòng)設(shè)備中的關(guān)鍵部分，密封裝置的作用是用來阻止壓力工作介質(zhì)的泄漏和外界灰塵污垢和異物的侵入，液壓系統(tǒng)原件中，工作介質(zhì)的內(nèi)泄漏會(huì)迅速降低容積效率，惡化設(shè)備的技術(shù)性能甚至被迫停止工作。工作介質(zhì)的外泄漏導(dǎo)致工作介質(zhì)的浪費(fèi)，污染環(huán)境，造成危險(xiǎn)。當(dāng)今世界，液壓技術(shù)的設(shè)計(jì)理論和金屬加工工藝設(shè)備均十分成熟，金屬液壓元件的加工精度已不再成問題。所以液壓設(shè)備的壓力等級(jí)、檔次、可靠性及使用壽命的提高在很大程度上起決定作用的是密封裝置和密封件。實(shí)際上，密封件是通用基礎(chǔ)元件，大多數(shù)類型產(chǎn)品的尺寸系列、公差、材質(zhì)以及安裝溝槽尺寸與公差及設(shè)計(jì)計(jì)算均已標(biāo)準(zhǔn)化，在使用前可根據(jù)相應(yīng)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇。為了勝任密封件耐壓、耐高溫、耐摩擦的要求，具有彈性等良好性能的合成橡膠一直是用量最多的主要密封材料。由于工程中用于高壓高溫的場合日益增多，因此，在超過合成橡膠的耐用溫度、壓力時(shí)，合成樹脂（塑料）如聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛、工程塑料是較為理想的密封材料?？紤]密封需要注意零件是靜密封還是動(dòng)密封，這是決定所選密封的基本原則。靜密封只需要考慮壓力等因素，而動(dòng)密封的要求更高，要求密封件與運(yùn)動(dòng)件之間的良好配合。本設(shè)計(jì)中，主要有兩處需要密封，一是泵蓋和泵體之間的密封，二是軸和泵體軸孔之間的密封。現(xiàn)分別討論之。泵蓋與泵體之間的密封采用常見的紙墊圈密封。軸與箱體軸孔之間的密封采用軟填料密封，軟填料材料通常有：油浸石棉、聚四氟乙烯石棉、塑料、半金屬盤根。這里選用氈圈。把以上各確定的零件裝配起來，如圖1.15，并用移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)零部件的方法調(diào)整零部件使各部件之間不發(fā)生干涉。見圖1.16。圖1.15裝配體圖1.16干涉檢查2齒輪的校核設(shè)齒輪泵功率為，流量為Q，工作壓力為P，則(6)由齒輪泵的工作形式可知其中的流場大致是對稱的，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪所在流場流動(dòng)情況大致相同，而流體所獲得的能量是由齒輪提供的，這就是說兩個(gè)齒輪大致提供了相同的能量給流體，兩齒輪的能量又最終由電機(jī)提供。由以上分析可知能量傳遞情況，見表2.1。故，每個(gè)齒輪功率為(7)現(xiàn)考慮一個(gè)齒輪的受力情況，轉(zhuǎn)矩(8)切向力：(9)手冊中齒輪校核方法主要是校核其強(qiáng)度條件，見表2.2。表2.1齒輪泵能量分析表2.2齒輪校核條件強(qiáng)度條件計(jì)算接觸應(yīng)力計(jì)算接觸應(yīng)力基本值許用接觸應(yīng)力接觸強(qiáng)度計(jì)算的計(jì)算安全系數(shù)表2.3使用系數(shù)原動(dòng)機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微轉(zhuǎn)動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)均勻平穩(wěn)1.001.251.501.75輕微振動(dòng)1.101.351.601.85中等振動(dòng)1.251.501.752.0強(qiáng)烈振動(dòng)1.501.752.02.25或更大下面確定幾個(gè)參數(shù)。使用系數(shù)表示齒輪的工作環(huán)境（主要是振動(dòng)情況）對其造成的影響，使用系數(shù)的確定：液壓裝置一般屬于輕微振動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)所以按表2.3中可查得可取為1.35。齒輪精度選為6、9較為合理，此處取7。動(dòng)載系數(shù)表示由于齒輪制造及裝配誤差造成的不定常傳動(dòng)引起的動(dòng)載荷或沖擊造成的影響。動(dòng)載系數(shù)的實(shí)用值應(yīng)按實(shí)踐要求確定，考慮到以上確定的精度和輪齒速度，偏于安全考慮，此設(shè)計(jì)中取為1.1。齒向載荷分布系數(shù)是由于齒輪作不對稱配置而添加的系數(shù)，此設(shè)計(jì)齒輪對稱配置故取1。一對相互嚙合的齒輪當(dāng)在嚙合區(qū)有兩對或以上齒同時(shí)工作時(shí)，載荷應(yīng)分配在這兩對或多對齒上。但載荷的分配并不平均，因此引進(jìn)齒間載荷分配系數(shù)以解決齒間載荷分配不均的問題。對直齒輪及修形齒輪，取=1彈性系數(shù)單位——，數(shù)值列表見表2.4表2.4彈性模量彈性模量齒輪材料配對齒輪材料灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼夾布塑料灰鑄鐵1180001730002020002060007850球墨鑄鐵162.0181.4188.9189.8鑄鋼161.4180.5188鍛鋼156.6173.9夾布塑料143.7此設(shè)計(jì)中齒輪材料選為40，調(diào)質(zhì)后表面淬火，由上表可取。(10)表2.2中的校核系數(shù)過于復(fù)雜。可按《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的方法簡化為具體過程：(11)(12)(13)對接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)=1。壽命系數(shù)：(14)其中，n——齒輪轉(zhuǎn)速j——齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)?！X輪的工作壽命，此處定為4500h。根據(jù)所選齒輪材料查表可得(15)由以上數(shù)據(jù)可得(16)代入校核公式中得(17)所以，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，所選齒輪參數(shù)符合要求。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核亦符合，在此不在贅述。到此，齒輪泵關(guān)鍵零件齒輪的校核已完成。連接件的校核省略，因?yàn)樗x零件在裝配體中虛擬裝配時(shí)尺寸都較盈余，能很寬裕地符合力學(xué)要求。下面來討論與齒輪泵本身特點(diǎn)密切相關(guān)的一些結(jié)構(gòu)和現(xiàn)象。3齒輪泵的閉死容積和卸荷槽3.1閉死容積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，即要求在一對齒嚙合行將脫開前，后面一對就進(jìn)入嚙合，因此在一段時(shí)間內(nèi)同時(shí)嚙合的就有兩對齒，留在齒間的液體被困在兩對嚙合齒后形成一個(gè)封閉容積（稱閉死容積）內(nèi)，當(dāng)齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閉死容積逐漸減小，直至兩嚙合點(diǎn)處于對稱于節(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，至第一對齒開始脫開時(shí)增至最大。當(dāng)閉死容積由大變小時(shí)，被困在里面的液體受到擠壓，壓力急劇升高，遠(yuǎn)大于泵排出壓力，可超過10倍以上的程度。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)齒輪和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，使容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)象對齒輪的工作性能和壽命均造成很大的危害。3.2卸荷槽為消除困油現(xiàn)象，可在與齒輪端面接觸的兩側(cè)板上開兩個(gè)用來引出困液的溝槽，即卸荷槽。卸荷槽有相對于節(jié)點(diǎn)P對稱布置和非對稱布置兩種。它的位置應(yīng)保證困液空間在容積達(dá)到最小位置以前與排出腔相連，過了最小位置后與吸引腔相連通。（1）對稱布置卸荷槽尺寸，卸荷槽間距(18)本設(shè)計(jì)卸荷槽采用對稱布置。當(dāng)，中心距為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)：（19）（20）（21）卸荷槽最小寬度：（22）式中ε——齒輪重疊系數(shù)，此處取一般機(jī)械制造業(yè)中的值1.4。一般c>2.5m，以保證卸荷槽暢通，取卸荷槽寬度為6.85mm。對標(biāo)準(zhǔn)齒輪，卸荷槽深度見表3.1。表3.1卸荷槽深度齒輪模數(shù)m2345678卸荷槽深度1.05.57.510用插值法取卸荷槽深度值為1.25mm。（2）非對稱布置卸荷槽尺寸齒側(cè)間隙很?。ń咏鼰o齒側(cè)間隙）時(shí)，采用非對稱布置卸荷槽，其位置向吸入腔一方偏移一段距離，這樣不僅可以解決困液問題，還可以回收一部分高壓液體。非對稱布置的卸荷槽尺寸，除了外，其尺寸的計(jì)算公式與對稱布置相同。4結(jié)束語本設(shè)計(jì)根據(jù)外嚙合齒輪泵的工作原理，運(yùn)用Solidworks繪制了齒輪泵的零件，進(jìn)行了虛擬裝配，并采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行了校核。結(jié)果表明：該設(shè)計(jì)過程具有可視化、生成模型快捷、虛擬裝配精確、在裝配中對零件可以直接編輯、對模型直接進(jìn)行的各種力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析等特點(diǎn)，大大簡化了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的繁復(fù)工作并且能在實(shí)際產(chǎn)品造出之前完成優(yōu)化設(shè)計(jì)，極大地節(jié)約了成本，減少了資源的浪費(fèi)。致謝經(jīng)過幾個(gè)月的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了！在這幾個(gè)月的時(shí)間里，謝謝XX老師給我的幫助，使我對與設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了深入的了解。在設(shè)計(jì)的過程中我遇到了許多困難，并且常常有不知所措的沖動(dòng)，因?yàn)樯婕靶袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)，單憑自己的直觀理解和做法常常會(huì)出錯(cuò)犯下不合實(shí)際的荒唐錯(cuò)誤。而這種想法也往往會(huì)束縛設(shè)計(jì)人員的思維，因此機(jī)械設(shè)計(jì)確實(shí)是一項(xiàng)考驗(yàn)人的工作。老師給我提出了很多非常寶貴的建議，讓我受益匪淺，也改變了我以前對機(jī)械設(shè)計(jì)的淺薄認(rèn)識(shí)。在運(yùn)用Solidworks進(jìn)行機(jī)械建模的應(yīng)用方面，讓我體會(huì)到在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用Solidworks所帶來的巨大便利和快捷。這將會(huì)對我以后從事設(shè)計(jì)工作有極大的幫助。在設(shè)計(jì)期間，很多老師和同學(xué)給了我很大的幫助，在這里向他們表示衷心的感謝。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2006[2]刑啟恩.Solidworks2007零件設(shè)計(jì)與案例精粹.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006[3]王蘭美.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2004[4]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二卷．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[5]王守城．液壓元件及選用．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007[6]鄭竹林.液壓與氣動(dòng).成都：電子科技大學(xué)出版社.2000基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)