《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-基于Solidworks的齒輪泵設(shè)計(jì)【全套圖紙三維】》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-基于Solidworks的齒輪泵設(shè)計(jì)【全套圖紙三維】(24頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、目目 錄錄 1 引言1 2 齒輪泵的設(shè)計(jì)1 2.1 齒輪泵概述1 2.2 齒輪泵設(shè)計(jì)要求.1 2.2.1 齒輪泵工作參數(shù)要求1 2.2.2 齒輪幾何參數(shù)的要求3 2.3 齒輪泵主要部件參數(shù)的確定4 2.4 Solidworks 建模6 2.4.1 齒輪建模6 2.4.2 箱體建模7 2.4.3 Solidworks 建模基本原則7 2.4.4 裝配體初步建模與后蓋建模8 2.4.5 軸、短軸的建模及后蓋和箱體模型的編輯.8 2.4.6 鍵的建模及軸及箱體模型的編輯9 2.4.7 連接件的選擇和螺紋生成11 2.4.8 密封件的選擇13 3 齒輪的校核15 4 齒輪泵的閉死容積和卸荷槽19 4.
2、1 閉死容積19 4.2 卸荷槽19 5 結(jié)束語20 6 致 謝20 7 參考文獻(xiàn)21 1 1 引言引言 隨著信息技術(shù)在各領(lǐng)域的迅速滲透,CAD/CAM/CAE 技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng) 用,從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組織模式,對推動現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造、 帶動整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革、發(fā)展新技術(shù)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長都具有十分重要的作用。 全套全套圖紙圖紙,加,加 153893706 Solidworks 是一套基于 Windows 的 CAD/CAM/CAE 桌面集成系統(tǒng),是由美 國 Solidworks 公司在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械 CAD 軟件的基礎(chǔ)上,在 Windows 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個機(jī)械三維
3、 CAD 軟件,于 1995 年 11 月研制成功。Solidworks 市場份額增長最快、技術(shù)發(fā)展最快、市場前景最好、性能價格比最優(yōu)的軟件。隨 著 Solidworks 版本的不斷提高、性能不斷提高,Solidworks 已經(jīng)能滿足一般企業(yè) 的一般需求了。 動畫演示形象、直觀,能表達(dá)文字或者敘述不易講解清楚的復(fù)雜產(chǎn)品的內(nèi)部 結(jié)構(gòu),模擬產(chǎn)品的工作情況,達(dá)到與非專業(yè)人士交流設(shè)計(jì)思想的目的。建立運(yùn)動 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
4、。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 2 到裝配模型中。此外還可以將零部件在復(fù)雜運(yùn)動情況下的復(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5。 2 齒輪泵齒輪泵的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 2.1 齒輪泵齒輪泵概述概述 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,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)
5、構(gòu)簡單,維修方便8smm /101 26 2.2 齒輪泵設(shè)計(jì)齒輪泵設(shè)計(jì)要求要求 2.2.1 齒輪泵齒輪泵工作參數(shù)要求工作參數(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 t (1) rmlbtaD b q bat /10tan 3 1 3 1 2 322222 式中: b齒寬 D 齒頂圓直徑 a a齒輪中心距 t 基圓節(jié)距 a 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) rmlzbmqt/10cos 12 1 12 3222 式中:m齒輪模數(shù) z齒輪齒數(shù) 齒輪
6、壓力角 理論流量: (3)min/10 3 lnqQ TT 3 式中 n泵轉(zhuǎn)速,單位 (r/min) 實(shí)際流量: (4)min/ lQQ vT 式中泵的容積效率,一般取 0.750.9,小流量泵取小值。 v (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 選取。 (3)效率 (5) a v P PQ 表表 1 流體粘度與流體粘度與齒頂圓線齒頂圓線速度速度 液體粘度smm / 2 124576152300520760 線線速度速度smu/ max 543.732.21.61.2
7、5 式中:P泵進(jìn)出口壓力差 a mP Q流量sl / 軸功率 a P kw 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 積損失主要式通過齒輪端面與側(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。9 . 08 . 0 m m 2.2.2 齒輪齒輪幾何參數(shù)的要求幾何參數(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,但壓力和流量脈動小。中低壓齒輪泵對壓力和流 量脈動要求較嚴(yán),通常取 z=1225,高壓泵為減小外形尺寸,一般取 z=614,對流 量脈動要求不高
8、的粘性液體輸送泵可取 z=68。 中低壓齒輪模數(shù)按表 2 選取。對工作壓力大于 10mP 的高壓泵,應(yīng)考慮齒輪 a 強(qiáng)度,需適當(dāng)增大模數(shù)。 齒寬按表 3 確定。 表表 2 流量與模數(shù)流量與模數(shù) 4 流量Qmin/ l模數(shù)模數(shù) mmm 4101.52 10322.53 32633.54 631254.55 (4) 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 時均有根切現(xiàn)象產(chǎn) 20 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=2.3m
9、(0.5)m,修正齒輪的主要數(shù)據(jù) 見表 4。 表表 3 工作工作壓壓力與力與齒寬齒寬 工作壓力P a mP齒寬齒寬 bmm 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,因此在一段時間內(nèi)同時嚙合的就有兩對齒, 留在齒間的液體被困在兩對嚙合齒后形成一個封閉容積(稱閉死容積)內(nèi),當(dāng)齒 輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,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, 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增至最大。 當(dāng)閉死容積由大變小時,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
10、時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,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 21 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,困油現(xiàn)象對齒輪的工 作性能和壽命均造成很大的危害。 4.2 卸荷槽卸荷槽 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) )(cos 2 mm a zm y 本設(shè)計(jì)卸荷槽采用對稱布置。
11、當(dāng),中心距為標(biāo)準(zhǔn)值時: 20 (19))(95 . 6 78 . 2 mmmy (20) )(48 . 3 2 mm y y (21) )(32 . 1mmme 卸荷槽最小寬度: (22) 2 222 min cos 1cos a zm mC mm 式中 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 c2.5m,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 5。 表表 5 卸荷槽深度卸荷槽深度 齒輪模數(shù) m 2345678 卸荷槽深度卸荷槽深度 h 1.01.52.54.05.57.510 22 用插值法取卸荷槽深度值為 1.25mm 。 (2)
12、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,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my8 . 0 同。 5 結(jié)結(jié)束束語語 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
13、大地節(jié)約了成本,減少了資源的浪費(fèi)。 6 致致 謝謝 經(jīng)過幾個月的學(xué)習(xí),現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了!在這幾個月的時間里,我的 導(dǎo)師給了我極大的幫助,使我對與設(shè)計(jì)有關(guān)的知識有了深入的了解。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,因?yàn)樯婕靶袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)和知識, 單憑自己的直觀理解和做法常常會出錯犯下不合實(shí)際的荒唐錯誤。而這種想法 也往往會束縛設(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。 在運(yùn)用 Solidworks 進(jìn)行機(jī)械建模的應(yīng)用方面,聶老師親自指導(dǎo),讓我體會到 在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用 Solid
14、works 所帶來的巨大便利和快捷。這將會對我以后從事 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。 7 參考文獻(xiàn)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孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社,2006 3Solidworks 公司.Solidworks 基礎(chǔ)教程:零件與裝配體.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2006 23 4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 5江洪,陸利鋒,魏崢.Solidworks 動畫演示與運(yùn)動分析實(shí)例解析.北京:機(jī)械工業(yè) 出
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