齒輪油泵設計及工藝分析

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1、 畢業(yè)設計（論文） 題 目 齒輪油泵設計及工藝分析 專 業(yè) 精密機械 班 級 學 號 2 姓 名 指導教師 年 月 日 學生姓名 專業(yè)班級 聯(lián)系方式 指導老師 指導老師職稱 聯(lián)系方式

2、 課題名稱 齒輪油泵設計和工藝分析 課 題 任 務 要 求 一、設計的技術(shù)要求（或論文的主要內(nèi)容）： （1）完成齒輪油泵相關(guān)技術(shù)資料的查閱，收集與課題相關(guān)的信息； （2）分析齒輪油泵的工作原理與結(jié)構(gòu)； （3）完成齒輪油泵的裝配圖和重要零件的零件圖； （4）設計齒輪油泵的三維立體圖形。 （5）按學校要求獨立撰寫畢業(yè)設計論文。 二、實施操作的技能要求： 1、技能要求： （1）學會查閱技術(shù)文獻和資料； （2）掌握齒輪油泵的工作原理與結(jié)構(gòu)； （3）熟練運用AUTOCAD進行繪圖； （4）熟練運用UG軟件進行三維實體建模； （5）掌握撰寫論文的方法和

3、能力。 2、內(nèi)容要求 （1）完成設計圖紙一套（包括裝配圖一套；零件圖2-3張）； （2）三維效果圖一份； （3）開題報告及論文各一份 三、時間安排與要求： 2014年9月23日---10月6日 準備階段 2014年10月7日---11月10日 開題階段 2014年11月11日---12月8日 課題階段設計 2014年12月9日---12月29日 論文撰寫階段

4、2014年12月30日---1月5日 答辯階段 專業(yè)組 審批意見 專業(yè)負責人（簽字） 年 月 日 二級學院 審批意見 分管院長（簽字） 年 月 日 指導教師（簽字） 年 月 日 （此表一式3份，1份上交機電工程學院教學科，1份下達至學生，1份存指導老師處。） 齒輪

5、油泵設計 [摘要] 齒輪泵是液壓系統(tǒng)中最重要的動力源,在液壓傳動系統(tǒng)中應用廣泛, 因此, 吸引了大量學者對其進行研究,其主要部件是內(nèi)部相互嚙合的一對齒輪。齒輪油泵主要用于各種機械設備中的潤滑系統(tǒng)中輸送潤滑油，適用于輸送粘度為510-6～1.510-3m2/s (5-1500cSt)，溫度在300℃以下的具有潤滑性的油料。不銹鋼齒輪泵，可輸送無潤滑性的油料、飲料、低腐蝕性的液體。配用銅齒輪可輸送低內(nèi)點液體，如汽油、苯等?，F(xiàn)代機械工程對齒輪泵提出很多新要求，如壓強高、排量大、脈動低、噪音低等，所以對齒輪泵的性能分析與改進成為了很重要的課題。 本課題以齒輪泵為研究對象，總結(jié)了齒輪泵的特點，深

6、入研究了齒輪泵整體結(jié)構(gòu)及其原理，并利用UG三維建模軟件對其進行實體建模，依據(jù)齒輪油泵的裝配圖為基礎進行完善設計，應用UG進行了總體造型和部分零件的造型測繪及分析，以及使用Autocad2007進行了兩個重要齒輪油泵組成零件的繪制，完成了齒輪油泵重要零件的設計，繪制出齒輪油泵的零件圖。并對齒輪油泵材料的選擇、齒輪的計算、公差配合、粗糙度及其技術(shù)條件與原則綜合分析。對機械零部件的繪制進行了詳細的測繪和說明。 關(guān)鍵詞：測繪分析 零件設計 齒輪計算 裝配圖 零件圖 27 ar pump designGe [Abstract] Gear pump is the most impo

7、rtant source of power, the hydraulic system is widely used in hydraulic transmission system, therefore, attracted a large number of scholars to study, the main components are internal meshing pair of gears. Gear oil pump is mainly used for all kinds of mechanical equipment of conveying lubricating o

8、il in the lubricating system, suitable for conveying viscosity of 5 x 10-6-1.5 x 10-3 m2 / s (5-1500 CST), the temperature is below 300 ℃ with lubrication oil. Stainless steel pump, can transport without lubrication oil, beverage, low corrosive liquid. With copper gear can handle liquid in low point

9、, such as gasoline, benzene, etc. Modern mechanical engineering put forward many new requirements of gear pump, such as high pressure, large displacement, low ripple, low noise, so the performance analysis and improvement of the gear pump has become a very important topic. This topic to gear pump

10、as the research object, summarizes the characteristics of gear pump, the further study of the overall structure and the principle of gear pump, and by using UG three-dimensional modeling software for solid modeling, based on the basis of the gear oil pump assembly drawing to perfect the design, has

11、carried on the overall application of UG modelling and modelling of surveying and mapping and analysis of parts, and use Autocad2007 two important composition parts of gear pump, completed the design of the important parts, gear pump map out the gear oil pump parts. And calculation of the selection

12、of material of gear oil pump, gear, tolerance, roughness and technical conditions, and the principle of comprehensive analysis. The drawing of mechanical parts and instructions of surveying and mapping Keywords: mapping analysis component design gear calculation assembly parts

13、diagram 目錄 緒論 7 第一章 齒輪泵的工作原理及三維建模 9 1.1 外嚙合液壓齒輪泵的工作原理 9 1.2 齒輪泵分類、用途、應用范圍 9 1.2.1 齒輪泵的分類 9 1.2.2 齒輪泵的用途及應用范圍 10 1.3 齒輪泵的三維建模 10 第二章 齒輪泵中齒輪的運算公式 15 第三章 齒輪油泵各組成零件的選材分析 16 3.1材料的選擇原則 16 3.2材料的選擇方法 16 3.2.1以綜合力學性能為主時的選材。 16 3.2.2以疲勞強度為主時的選材。 16 3.2.3以磨損為主時的選材。 16 第四章 齒

14、輪油泵右端蓋工藝分析 20 4.1齒輪油泵右端蓋的材料和毛坯 20 4.2右端蓋的工藝分析 20 4.2.1零件圖工藝分析 20 4.2.2選擇加工方案 20 4.3確定加工順序及加工路線 20 4.4切削用量選擇 21 4.5工藝路線的安排中應注意三個問題 21 第五章 齒輪油泵故障舉例 22 5.1油泵內(nèi)部零件磨損 22 5.2油泵殼體的磨損 22 5.3油封磨損，膠封老化 22 5.4機油泵供油量不足或無油壓 22 第六章 齒輪油泵的維修 23 6.1主動軸與襯套磨損后的修復 23 6.2潤滑油泵殼體的修理殼體裂紋的修理 23 6.3主動軸襯套孔與從動軸

15、孔磨損的修理 23 6.4泵殼內(nèi)腔的修理 23 6.5泵蓋的修理 23 設計小結(jié) 24 致謝 25 參考文獻 25 緒論 1.齒輪泵的研究內(nèi)容及意義 在21世紀，節(jié)約能源使我們亙古不變的話題，在工業(yè)中也一直提倡能源的節(jié)約，動力源是液壓系統(tǒng)中最重要的部分，這個動力源也包含齒輪泵，所以我們要對齒輪泵的齒輪優(yōu)化設計，以達到提高齒輪泵的效率和節(jié)約能源的問題，最主要的部件是內(nèi)部相嚙合的一對齒輪，在結(jié)構(gòu)上可分為內(nèi)嚙合齒輪泵和外嚙合齒輪泵兩大類。

16、由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、體積小、自吸能力強且重量輕等特點,使它在機械、國防、能源、冶金、交通、石化、輕工、食品等領域得到廣泛的應用?，F(xiàn)在齒輪泵的制造已經(jīng)很成熟，我們可以對齒廓加已修理，對齒輪泵進行改良設計，所以齒輪的工作原理我們是必須要掌握的，然后利用相關(guān)CAD/CAM軟件建立計算機實體模型，借助有限元分析法進行詳細的受力和變形分析，依據(jù)機構(gòu)運動分析法進行實際的動作仿真，并將根據(jù)分析和仿真結(jié)果指導該齒輪裝置進行修正，結(jié)合現(xiàn)代自動控制理論對齒輪裝置進行有效的控制，最后盡可能考慮裝置和有關(guān)零部件的標準化和參數(shù)化。優(yōu)化好齒輪后，效率就能提高，從而可以節(jié)約能源。當大家在倡導可持續(xù)發(fā)展的時候，節(jié)約

17、能源就變得越來越重要了。隨著技術(shù)的不斷進步，齒輪泵產(chǎn)品必將向環(huán)保、節(jié)能、智能化方向發(fā)展。 2. 齒輪泵國內(nèi)外的發(fā)展概況 由于我國工業(yè)基礎溥弱,齒輪油泵行業(yè)起步較慢，但其發(fā)展速度比較快。齒輪油泵在發(fā)展的過程中，存在相當嚴重的問題。綜合多方面原因,陳列出如下幾條：1、國家缺乏對機械基礎件齒輪油泵行業(yè)有力的政策支持；2、企業(yè)基礎薄弱：機械基礎件行業(yè)基礎差，底子薄，科技投入少，開發(fā)力量薄弱；經(jīng)由二十余年消化吸收國外提高前輩技術(shù)以及自主立異。我國齒輪油泵設備制造行業(yè)有了奔騰發(fā)展。 齒輪油泵的進一步發(fā)展得靠多方面的支持，國家政策的支持，科研技術(shù)的大量投入，機械基礎件工藝行業(yè)的提高等等。 齒輪油泵行

18、業(yè)2010年全國業(yè)標準化發(fā)展規(guī)劃,齒輪油泵全國協(xié)會提出了全面建設小康社會的宏偉目標，明確了21世紀前20年我國經(jīng)濟建設和改革的主要任務。“十一五”時期，是全面建設小康社會承前啟后的關(guān)鍵時期，“十一五”規(guī)劃，是全面建設小康社會的第一個五年規(guī)劃。標準作為經(jīng)濟建設和行業(yè)發(fā)展的技術(shù)支撐，是“十一五”規(guī)劃不可缺少的重要組成部分，是指導生產(chǎn)、實施產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)規(guī)劃、規(guī)范市場秩序、進行宏觀調(diào)控和市場準入的重要基礎。為此，根據(jù)機械科學研究院的要求，特編制“十一五”全國泵行業(yè)標準化發(fā)展規(guī)劃。 齒輪油泵行業(yè)及其產(chǎn)業(yè)基本情況概述 1、齒輪油泵行業(yè)及其主要產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵和構(gòu)成齒輪油泵行業(yè)主要由生產(chǎn)各類離心油泵、重油

19、煤焦油泵,渣油泵,導熱油泵,自吸油泵、輸油泵、旋渦泵、回轉(zhuǎn)式容積泵、往復式容積泵和水環(huán)真空泵等企業(yè)構(gòu)成。在這些泵類產(chǎn)品中，按臺份計，離心泵約占接近70%，回轉(zhuǎn)式容積泵和往復式容積泵約占18%。全國具有一定規(guī)模的泵制造廠約有2000家，產(chǎn)品種類約有450個系列，5000多個品種。2002年統(tǒng)計，在這些泵制造廠中，較大的699家泵制造廠共生產(chǎn)2663萬臺，總產(chǎn)值約為208億元。這些泵被廣泛用于國民經(jīng)濟各部門，基本滿足了我國經(jīng)濟發(fā)展對泵的需要，其中也包括具備為各種大型成套裝置提供配套用泵的能力。 據(jù)不完全統(tǒng)計，約有21%的電機用于驅(qū)動各類泵，在能源中約有近五分之一的能源用于驅(qū)動各類泵。在火電和核電

20、業(yè)中，泵已成為最重要的輔機，在石化業(yè)中泵已成為重要的設備之一，泵在通用機械中已成為最量大面廣的產(chǎn)品，已經(jīng)成為裝備制造業(yè)重要的裝置之一。 2、國外齒輪油泵行業(yè)及其主要產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 世界泵業(yè)一直在不斷發(fā)展，近幾年的增長率平均4.5%左右，2002年泵業(yè)產(chǎn)值約270億美元，約有近萬家制造廠，其中10大家泵制造廠的產(chǎn)值約占世界泵業(yè)總產(chǎn)值的31%。這10家泵制造廠中，美國4家，德國2家，日本、英國、丹麥、瑞士各1家。 世界泵業(yè)的發(fā)展趨勢：（1）競爭和壟斷進一步加劇，跨國齒輪油泵業(yè)公司的壟斷勢頭進一步加劇。如世界泵業(yè)最大的前五家泵制造廠壟斷著世界泵業(yè)總產(chǎn)值22%。世界泵業(yè)中的一些主要制造廠

21、的制造技術(shù)已達到相當成熟和完善的水平，其產(chǎn)品有極高的知名度，在特定的領域中有很高的市場占有率；(2）世界齒輪油泵業(yè)中泵制造廠家數(shù)量會不斷減少，自2000年以來，世界泵業(yè)已有80起大的合并和收購，通過這種集團化的合作發(fā)展戰(zhàn)略，不僅可以得到最大的經(jīng)濟規(guī)模，還有利于利用原來的商標和知名度，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展；（3）世界齒輪油泵業(yè)會持續(xù)發(fā)展，預計今后3~5年中，世界齒輪油泵業(yè)將會以每年5.5左右的增長率發(fā)展；（4）不斷開拓新的市場范圍和領域，中國加入WTO后，世界各大泵制造廠都非常關(guān)注中國的用泵市場，世界泵業(yè)前20家制造廠絕大多數(shù)都準備或已經(jīng)在中國建制造分廠。 3、國內(nèi)泵行業(yè)及其主要產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

22、泵行業(yè)現(xiàn)狀：（1）通過執(zhí)行國家提出的“以市場換技術(shù)”合作生產(chǎn)的方式，使我國泵業(yè)中具有極高技術(shù)水平的關(guān)鍵用泵的技術(shù)水平與國外發(fā)達國家的同類泵產(chǎn)品水平接近；（2）近幾年，齒輪油泵類產(chǎn)品的產(chǎn)值皆以11%~12%的速率發(fā)展；（3）股份制和民營制造廠在我國泵業(yè)中占主導地位；（4）齒輪油泵制造廠都在進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)改造，企業(yè)都在做強、做大，每年新增泵制造廠的數(shù)量明顯減少；（5）市場競爭更激烈，齒輪油泵產(chǎn)品中的普通泵供大于求的局面沒有改變，單臺泵的利潤率在逐年降低。由于材料漲價等因素影響，泵制造廠的利潤增長率明顯降低。 發(fā)展趨勢：（1）由于執(zhí)行“以市場換技術(shù)合作生產(chǎn)”的方式，關(guān)鍵用泵，如：百萬級核電

23、用泵、火電用泵、大型輸水泵，近幾年會快速增長；（2）在經(jīng)濟全球化、市場國際化形勢的影響下，對貫徹國際標準和執(zhí)行國外先進標準的意識會強烈和自覺；（3）隨著我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，我國泵業(yè)還會以高出我國機械工業(yè)增長速度2-3%的速度持續(xù)發(fā)展；（4）泵制造廠的合并和聯(lián)合必然增多，向集團化發(fā)展是趨勢。今后我國的泵制造廠的數(shù)量將逐年減少；（5）我國2002年出口齒輪油泵為4.73億美元(同年進口泵為7.76億美元)，今后幾年出口泵會明顯增加，尤其是通用泵的出口量會更快增加。 第一章 齒輪泵的工作原理及三維建模 1.1 外嚙合液壓齒輪泵的工作原理 圖2.1 外嚙合齒輪泵

24、工作原理圖 圖2.1 是外嚙合齒輪泵的工作原理圖。由圖可見，這種泵的殼體內(nèi)裝有一對外嚙合齒輪。當齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)的齒輪逐漸脫離嚙合，露出齒間。因此這 一側(cè)的密封容腔的體積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經(jīng)泵的吸油 口進入這個腔體，因此這個容腔稱為吸油腔。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，每個齒間中的油液從右側(cè)被帶到 了左側(cè)。在左側(cè)的密封容腔中，輪齒逐漸進入嚙合,使左側(cè)密封容腔的體積逐漸減小，把齒間的油 液從壓油口擠壓輸出的容腔稱為壓油腔。當齒輪泵不斷地旋轉(zhuǎn)時，齒輪泵的吸、壓油口不斷地吸油 和壓油，實現(xiàn)了向液壓系統(tǒng)輸送油液的過程。 1.2 齒輪泵分類、用途、應用范圍 1.

25、2.1 齒輪泵的分類 按其結(jié)構(gòu)分：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵； 按其壓力分：低壓泵、中壓泵、中高壓泵、高壓泵和超高壓泵； 按其輸出流量能否調(diào)節(jié)分：定量泵和變量泵； 按齒輪泵按齒輪嚙合形式分：外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵； 按工作壓力分：低壓齒輪泵、中高壓齒輪泵、高壓齒輪泵； 按齒輪采用的齒形分：直齒齒輪泵、螺旋齒齒輪泵、人字齒齒輪泵、擺線齒齒輪泵； 按泵工作齒輪對數(shù)分：一對齒齒輪泵、多對齒齒輪泵； 按泵的結(jié)構(gòu)形式分：單級齒輪泵、多級齒輪泵、雙聯(lián)齒輪泵； 1.2.2 齒輪泵的用途及應用范圍 齒輪泵利用兩齒間空間的變化來輸送液體，用于輸送粘性較大的液體，如潤滑油和燃燒油，

26、不宜輸送粘性較低的液體（例如水和汽油等），不宜輸送含有顆粒雜質(zhì)的液體（影響泵的使用壽命），可作為潤滑系統(tǒng)油泵和液體系統(tǒng)油泵，廣泛用于發(fā)動機、汽輪機、離心壓縮機、機床以及其他設備。齒輪泵工藝要求高，不易獲得精確的匹配。 1.3 齒輪泵的三維建模 該課題使用軟件UG，此軟件具有強大的實體造型和裝配的功能。齒輪泵的主要零件有機座、前端蓋、后端蓋、長齒輪軸（主動輪）、短齒輪軸（從動輪）等。 機座、前端蓋和后端蓋都是齒輪泵的主要部分，機座內(nèi)有吸油孔和出油孔 ，內(nèi)部是油泵能夠增壓的關(guān)鍵部分，通過齒輪在其中的嚙合從而改變齒輪兩側(cè)的內(nèi)部體積，使得出油孔一側(cè)內(nèi)部壓力增大，達到增壓的效果。機座的下面一部分是

27、機架部分，主要起到固定齒輪泵位置的作用。具體的三維建模如下圖： 圖2.2 機座的三維模型 圖2.3 后端蓋的三維模型 圖2.4 前端蓋的三維模型 前端蓋與長齒輪軸的一段配合（基孔制），一段接輸入裝置，齒輪的齒數(shù)為10，模數(shù)為3，壓力角為20。短齒輪軸一端與前端蓋基孔制配合，一端與后端蓋基孔制配合。長動齒輪和短動齒輪的三維建模如下圖： 圖2.5 長齒輪軸的三維模型 圖2.6 短齒輪軸的三維模型 除了以上五個主要部件，還需一些附加部件，如下面的齒輪泵裝配圖： 圖2.

28、7 齒輪泵裝配圖 如圖所示為本設計齒輪油泵裝配完成后的外部觀察圖，從圖中我們可以看出底部有兩個通孔，用于將齒輪油泵的泵體固定在某處固定板上，左右也為兩個通孔，此孔是用于連接輸送管而設計，用于輸送潤滑油。前端為一個主動軸，用于連接動力來源 如圖所示為本設計齒輪油泵的總裝爆炸圖，從中我們可以看出一個完整的齒輪油泵是由壓緊螺母、壓蓋、填料、螺釘、墊片、傳動齒輪軸、泵蓋、主動齒輪軸、泵體這九個零部件組成。 本產(chǎn)品設計的齒輪油泵的特點及應用： （1）結(jié)構(gòu)緊湊，使用和保養(yǎng)方便。 （2）具有良好的自吸性，故每次開啟裝置前無需灌入液體。 （3）潤滑是靠輸送的液體而自動達到的，所以不需要

29、另外添加潤滑劑。 齒輪油泵廣泛應用于石油、化工、船舶、電力、糧油、食品、醫(yī)療、建材、冶金及國家防御科研等行業(yè)。齒輪油泵適用于輸送不含固體顆粒和纖維，無腐蝕性、溫度不高于150℃、粘度為5-1500cst的潤滑油或性質(zhì)類似潤滑油的其他液體。試用各類在常溫下有凝固性及高寒地區(qū)室外安裝和工藝過程中要求高溫的場合。 下面簡單介紹一下本設計齒輪油泵的工作原理 圖2.8齒輪油泵工作原理圖 圖2.9齒輪工作原理圖 齒輪油泵是依靠一對齒輪的傳動把油升壓的一種裝配，泵體1內(nèi)有一對齒輪，軸齒輪4是主動輪，軸齒輪8是被動輪。動力從主動

30、輪輸入，從而帶動被動輪一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動方向參見下圖。轉(zhuǎn)動時齒輪嚙合區(qū)的左方形成局部真空，壓力降低將油吸入泵中，齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸入的油沿著泵體內(nèi)壁被輸送到嚙合處的右方，壓力升高，從而把高壓油輸往需要潤滑的部位。 為使油泵不漏油，泵體和泵蓋結(jié)合處有密封墊片9（墊片形狀與泵體、泵蓋結(jié)合面相同），主動軸齒輪伸出的一端處填料壓蓋防漏裝置，由填料5、填料壓蓋7、壓緊螺母6組成。泵體與泵蓋之間用螺釘10連接，為保證相對位置的準確，用定位銷3定位。 拆裝順序：泵體---主動軸和被動軸---墊片、泵體—定位銷—螺釘 ---填料---壓緊螺母

31、 齒輪油泵裝配示意圖 第二章 齒輪的運算公式 分度圓直徑： d=mz 齒頂高：ha=ha*m 齒頂高系數(shù)：ha* 正常齒：ha*=1 短齒制：ha*=0.8 齒根高：hf=(ha*+c*)m 頂隙系數(shù)：c* (頂隙c=c*m) 正常齒：c*=0.25 短齒制：c*=0.3 全齒高： h=ha+hf=(2ha*+c*)m 齒頂圓直徑：da=d+2ha=(z+2hz*)m 齒根圓直徑：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m 第三章 齒

32、輪油泵各組成零件的選材分析 3.1材料的選擇原則 1.材料的力學性能：材料性能能夠滿足零件的工作需求，盡量使零件耐用，安全可靠。為此，根據(jù)零件的材料、功能、受力狀況、工作環(huán)境等，分析零件失效的形式和原因來確定材料抵抗失效應力具備的重要性能，根據(jù)主要性能來選擇材料。 2.材料的工藝性：材料工藝性指的是零件在制作過程中，材料能夠適應冷、熱加工工的性能包括：鑄造性-鍛造性-焊接性-切削加工性-熱處理工藝性。 3.材料的經(jīng)濟性：在滿足使用性能要求的前提下，盡量采用便宜的材料，把零件的總成本降低到最低，以獲得最大的經(jīng)濟利益。 3.2材料的選擇方法 3.2.1以綜合力學性能為主時的選材。

33、 在機器制造業(yè)中，相當大的一些的機械零件，如軸類，桿類。工作時受到不同程度的載荷和工作環(huán)境的約束，要求零件具有較高的強度和良好的塑性。因此根據(jù)零件的受力情況的大小，選用中碳鋼或者合金鋼材料（如45號鋼、40Cr等），并進行正火或調(diào)質(zhì)處理以滿足使用需求。零件受力越大，零件選用的材料的綜合力學性能也應該越高。 3.2.2以疲勞強度為主時的選材。 交變載荷作用下的零件容易出現(xiàn)疲勞破壞，同時應力集中也會導致零件疲勞破壞，如發(fā)動機的曲軸、齒輪等零件，應選用疲勞強度較高的材料制作，合理的設計結(jié)構(gòu)形狀，并且制定正確的加工工藝來減少應力集中。 3.2.3以磨損為主時的選材。 在工作條件下，磨

34、損較大，受力小的零件，如各種量具，鉆套等，選用高碳合金鋼或者高碳鋼，進行淬火+低溫回火來獲得高硬度的回火馬氏體組織，滿足耐磨需求。 同時承受磨損和交變應力的零件，應該選擇合適表面淬火、滲碳或者氮化后的鋼材進行熱處理。 表 1鋼材料 分類名稱 牌號 應用舉例 說明 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q215A B 金屬結(jié)構(gòu)件、拉桿、套圈、鉚釘、短軸、心軸、、墊圈，滲碳零件及焊接件等。 “Q”為碳素結(jié)構(gòu)鋼屈服點“屈”字的首位拼音字數(shù)，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，如Q235A表示碳素結(jié)構(gòu)鋼屈服點為23

35、5Mpa。屈服點是表征材料受力后改變與未改變原有力學性能的臨界點。 Q235A B C D 金屬結(jié)構(gòu)件，心部強度要求不高的滲碳零件，拉桿、汽缸、齒輪、螺栓、螺母、連桿、輪軸及焊接件。 Q275 軸、剎車桿、螺栓、螺母、齒輪以及其他強度較高的零件。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 08F 10 20 30 35 40 45 50 60 可塑性好的零件，如管子、墊片、滲碳件、、拉桿、、沖模鍛件、軸套、鉤、螺釘、連接器、連桿、橫梁、搖桿、鍵、銷、螺栓齒輪、齒條、凸輪、曲柄軸齒輪、聯(lián)軸器、襯套、輪軸、偏心輪、輪圈、彈簧等。 牌號中的兩位數(shù)字表示平均含碳量，45號鋼即表示平均含碳量

36、0.45%，平均含碳量≤0.25%的為低碳鋼；平均含碳量0.25%～0.6%之間的為中碳鋼;含碳量質(zhì)量分數(shù)大于0.6%的為高碳鋼；在牌號后面加符號“F”表示沸騰鋼。 30Mn 40 Mn 50 Mn 螺栓、杠桿、制動板、用于承受疲勞載荷零件：軸、曲軸、萬向聯(lián)軸器、用于高負荷下耐磨的熱處理零件，如齒輪、發(fā)條等。 錳的質(zhì)量分數(shù)較高的鋼，須加注化學元素符號“Mn”。 合金結(jié)構(gòu)鋼 鉻鋼 15Cr 20 Cr 30 Cr 40 Cr 滲碳齒輪、凸輪、活塞銷、離合器、較重要的滲碳零件的重要的調(diào)質(zhì)零件（如輪軸、齒輪）較重要的調(diào)質(zhì)零件（如進氣閥、軸、）強度及耐磨性高的軸、齒輪、螺栓等。

37、 鋼中加入了一定的合金元素，提高了鋼的力學性能和耐磨性，也提高了鋼在熱處理時的淬透性，保證金屬能在較大截面上獲得良好的力學性能。 鉻錳鈦鋼 18CrMnTi 30CrMnTi 40CrMnTi 汽車上的重要滲碳件，如齒輪汽車、拖拉機上強度特高的滲碳齒輪強度高、耐磨性高的大齒輪、主軸 鑄造碳鋼 ZG230-450 ZG310-570 鑄造平坦的零件，如機座、機蓋、機體、工作溫度在450℃下的管路附件等，各種形狀的機件，如齒輪、齒圈、重負荷的機架。 ZG230-450表示工程用鑄鋼，屈服點為230MPa抗拉強度450Mpa。 表2灰鑄鐵材料 名稱 牌

38、號 特性和用途 說明 灰鑄鐵 HT100 外罩，手把，手輪，底板等形狀簡單，對強度無要求的零件，鑄造應力小，不用人工時效處理，減震性良好，鑄造性能好。 HT”為“灰鐵”的漢語拼音的首位字母，后面的數(shù)字表示抗壓強度（Mpa）,如HT250表示抗拉強度為250N/m㎡的灰鑄鐵 HT150 用于強度要求不高的一般鑄件，如端蓋、軸承座、管子及管路附件，手輪。不用人工時效處理，減震性優(yōu)良，鑄造性能好。 HT200 用于強度、耐磨性要求較高的零件，如汽缸、齒輪、機體、飛輪、齒條。有較好的耐熱性和減震性，鑄造性較好，需進行人工時效處理。 HT250 基本性能同HT200，但強度較高，

39、用于閥殼、汽缸、聯(lián)軸體、機體、齒輪、齒輪箱外殼、軸承座。 綜上所述及從表1、表2中我們可以知道，輪軸類零件應該選擇高強度耐磨性材料，因此可以選擇45號鋼作為材料。而壓緊螺母、填料壓蓋及墊圈可選擇心部強度要求不高的材料Q235。由于泵體于泵蓋只起到了固定其他零件及容納液體的作用，可以使用HT200灰鑄鐵比較合適。所以做出以下表3中各齒輪油泵零部件的材料的選擇。（個人看法） 表3 零件材料匹配表 零件名稱 材料 泵體 HT200 泵蓋 HF200 傳動齒輪軸 45 主動齒輪軸 45 壓緊

40、螺母 Q235 填料壓蓋 Q235 墊圈 Q235 填料 石棉繩 第四章 齒輪油泵右端蓋工藝分析 4.1齒輪油泵右端蓋的材料和毛坯 齒輪油泵右端蓋采用灰鑄鐵HT200，它具有容易變形，吸振性好，耐磨性及切削性好的特點。結(jié)構(gòu)特點為：結(jié)構(gòu)形狀稍微復雜，內(nèi)部呈空腔，箱壁較厚且不均勻，其上有很多精度要求很高的軸承孔和裝配用的基準平面。此外，還有一些精度要求不高的緊固孔和次要平面。因此，齒輪油泵右端蓋要加工的部位較多，加工難度也較大。 齒輪油泵右端蓋是齒輪油泵的基礎零件之一

41、，用手將一些軸承和齒輪等零件組裝在一起，使其保持正確的相互位置，并按照一定的傳動關(guān)系協(xié)調(diào)的運動。組裝后的齒輪油泵，用端蓋的基準平面安裝在機器上。因此，齒輪右端蓋的加工質(zhì)量對箱體部件裝配后的精度有決定性的影響。 當生產(chǎn)批量不大時齒輪油泵右端蓋毛坯采用木模手工造型，制作簡單但毛坯精度較低，余量較大，大批、大量生產(chǎn)時則采用金屬模機機器造型。毛坯精度高，余量可適當減少。在單件生產(chǎn)時，有時采用焊接件做毛坯，以縮減短生產(chǎn)周期。 4.2右端蓋的工藝分析 泵蓋類零件，材料為HT200，小批量生產(chǎn) 4.2.1零件圖工藝分析 鑄件技術(shù)要求：1.產(chǎn)品材料：HT200。2.產(chǎn)品數(shù)量：小批量生產(chǎn)。3.未標注

42、粗糙度均為12.5 該零件主要由平面，外輪廓及孔系組成，孔的表面粗糙度要求較高，為Ra1.6μm，該零件材料為鑄鐵，切削加工性能較好。 4.2.2選擇加工方案 上、下表面的粗糙度要求Ra6.4μm，可選擇粗車--精車的方案?？准庸し桨傅倪x擇：孔加工前，為便于鉆頭引證，可先用中心鉆加工中心孔，再進行鉆孔。內(nèi)孔表面加工方案，很大程度取決于內(nèi)孔本身的尺寸精度和粗糙度。對于精度較高，粗糙度值較小的表面一般不能加工到規(guī)定尺寸，而劃分加工階段逐步進行加工。孔系加工方案選擇：孔表面粗糙度為1.6，選擇“鉆--粗鏜--半精鏜--精鏜”方案?？椎谋砻娲植诙葹?.8選擇“鉆--粗鉸--精鉸”。表面粗糙度為6

43、.3選擇“鉆--半精鏜--惚孔” 4.3確定加工順序及加工路線 1零件表面采用車工加工，選擇適當?shù)那腥肭谐鲩L度，提高加工加工精度，并減少相鄰兩次進給之間的接刀的痕跡。 2切槽刀選取與槽同寬的刀具直徑 3孔加工各工步的刀具直徑根據(jù)加工余量和孔徑來確定。 4.4切削用量選擇 該零件切削性能較好，車削平面及外圓時留0.5mm精車余量；孔加工精鏜余量留0.2--0.3mm，鉸余量0.1mm 4.5工藝路線的安排中應注意三個問題 1.工件的時效處理 對于蓋類零件，在鑄造時，因其部件各部位厚度不均勻，鑄造內(nèi)應力較大，為消除內(nèi)應力消除變形，則必須要進行人工時效處理。對于

44、本泵蓋，因其精度要求一般，則可利用粗、精加工工序間的自然停放和運輸時間，得到自然時效的效果。但自然時效的時間越長越好，否則會影響泵蓋精度的穩(wěn)定性。 對于特別精度的泵蓋，在粗加工和精加工工序間應該安排一次人工時效，以消除鑄造內(nèi)應力，提高精度穩(wěn)定性。 2加工工藝的順序應先面后孔 作為泵蓋上的主要兩類加工表面----平面和孔，從定位穩(wěn)定可靠角度分析，平面比孔要優(yōu)越得多，同時還可以使孔加工余量均勻。從加工難度上分析平面比孔好加工。從有利加工進行分析，平面加工后，在加工分布在平面上的孔，由于鑄件表面是凹凸不平和夾砂等缺陷已被切除，大大有利于孔加工的進行。 3加工階段粗、精分開 泵蓋為灰鑄鐵，加

45、工余量留的較多，在粗加工中切削余量較大，夾緊力、切削力較大，且削熱較多，因此對加工精度影響也較大。再加上粗加工是切削毛坯表面金屬，工件內(nèi)應力重新分布，也會引起工件變形。為此粗、精加工分為兩個加工階段，有利于把粗加工后，由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，在精加工階段得以消除。 另外，清洗一步也十分重要。清洗工件對保證機器裝配質(zhì)量延長機器使用壽命均有重要意義，尤其是對那些緊密配合件、密封件更為重要。清洗的目的是除去零件表面上的油污及雜質(zhì)。常用的清洗液有煤油、汽油、堿液及化學清洗液等。清洗時可用擦洗、浸洗、噴洗超聲波清洗等方法。 第五章 齒輪油泵故障

46、舉例 發(fā)動機在其使用過程中齒輪油泵容易出現(xiàn)以下故障： 5.1油泵內(nèi)部零件磨損 油泵內(nèi)部零件磨損會造成內(nèi)漏。其中浮動軸套與齒輪端面之間泄漏的面積比較大，是造成內(nèi)漏的主要部位。這部分漏損量占全部內(nèi)漏的50%~70%左右。磨損內(nèi)漏使齒輪泵的容積效率出現(xiàn)下降，油泵輸出功率遠低于輸入功率。其損耗全部轉(zhuǎn)換為熱能，因此會引起油泵過熱。若將結(jié)合平面壓緊，因工作時浮動軸套會有少量運動而造成磨損，結(jié)果就是使農(nóng)具提升緩慢或不能提升，這樣的浮動軸套必須更換或修理。 5.2油泵殼體的磨損 主要是浮動軸套孔的磨損（齒輪軸與軸套的正常間隙是0.09~0.175mm，最大不得超過0.20mm）。齒輪工作受壓力油的

47、作用，齒輪尖部靠近油泵殼體，磨損泵體的低壓腔部分。另一種磨損是殼體內(nèi)工作面成圓周般的磨損，這種磨損主要是添加的油液不凈所致，所以必須添加沒有雜質(zhì)的油液。 5.3油封磨損，膠封老化 卸荷片的橡膠油封老化變質(zhì)，失去彈性，對高壓油腔和低壓油腔失去了密封隔離作用，這時會產(chǎn)生高壓油腔的油壓向低壓油腔，稱為“內(nèi)漏”，它大大的減弱了油泵的工作壓力和流量。CB46齒輪油泵的正常工作壓力為100到110kg/平方厘米，標準的卸荷片橡膠油封是5743。油封如果它損壞或年久失效，空氣便從油封與主軸軸頸之間的縫隙或者從進油口接盤與油泵殼體結(jié)合處被吸入油泵，經(jīng)過回油管進入油箱，在油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡。這時會造成油箱中

48、的油液減少，發(fā)動機油底槽中油液增多現(xiàn)象，使的農(nóng)具提升緩慢或不能提升。油泵的卸荷片和密封環(huán)務必裝在ksq7bv進油腔，兩軸套才能保持平均。卸荷片密封環(huán)應具有0.005cm的預壓量；這時我們應該及時更換油封才可以排除故障。 5.4機油泵供油量不足或無油壓 現(xiàn)象：工作裝置工作時提升緩慢，提升時發(fā)抖或者不能提升；油管或油箱內(nèi)存在氣泡；提升時液壓系統(tǒng)發(fā)出“唧、唧、唧”聲音；比如拖拉機剛剛啟動時工作裝置能夠提升，但是工作一段時間后，油溫升高則出現(xiàn)提升緩慢或不能提升；輕負荷時能提升，重負荷時不能提升。 故障原因：（1）液壓油箱油面過低；（2）沒按季節(jié)使用液壓油；（3）進油管被臟物嚴重堵塞；（4

49、）油泵主動齒輪油封損壞，空氣進入液壓系統(tǒng)；（5）油泵進、出油口接頭或彎接頭“O”形密封圈損壞，彎接頭的緊固螺栓或進、出油管螺母未上緊，空氣進入液壓系統(tǒng)；（6）油泵內(nèi)漏，密封圈老化；（7）油泵端面或主、從動齒輪軸套端面磨損或刮傷，兩軸套端面不平度超差；（8）油泵內(nèi)部零件裝配錯誤造成內(nèi)漏；（9）“左旋”裝“右旋”油泵，造成沖壞骨架油封；（10）液壓油過臟。 第六章 齒輪油泵的維修 6.1主動軸與襯套磨損后的修復 齒輪泵主動軸與襯套磨損后，其配合間隙增大，必將影響泵油量。遇此，可采用修主動軸或襯套的方法恢復其正常的配合間隙。若主動軸磨損輕微，只

50、需壓出舊襯套后換上標準尺寸的襯套，配合間隙便可恢復到允許范圍。若主動軸與襯套磨損嚴重且配合間隙嚴重超標時，不僅要更換襯套，而且主動軸也應用鍍鉻或振動堆焊法將其直徑加大，然后再磨削到標準尺寸，恢復與襯套的配合要求。 6.2潤滑油泵殼體的修理殼體裂紋的修理 體裂紋可用鑄508鎳銅焊條焊補。焊縫須緊密而元氣孔，與泵蓋結(jié)合面平面度誤差不大于0.05毫米 6.3主動軸襯套孔與從動軸孔磨損的修理 主動軸襯套孔磨損后，其配合間隙增大，可采用修主動軸或襯套的方法恢復其正常的配合間隙。若主動軸磨損輕微，只需壓出舊襯套后換上標準尺寸的襯套，配合間隙便可恢復到允許范圍。，若主動軸與襯套磨損嚴重且配合間隙嚴重

51、超標時，不僅要更換襯套，而且主動軸也要鍍鉻或振動堆焊法將其直徑加大，然后再磨削到標準尺寸，恢復與襯套的配合要求。 6.4泵殼內(nèi)腔的修理 泵殼內(nèi)腔磨損后，一般采取內(nèi)腔鑲套法修復，就是將內(nèi)腔搪大后緊接著鑲配鑄鐵或鋼襯套。鑲套后，將內(nèi)腔搪、閥座的修理：限壓閥有球形閥和柱塞式閥兩種。如閥座磨損嚴重，可先鉸削除去磨痕，再用上法使之密合。柱塞式閥座磨損后，可放入少許氣門砂進行研磨，直到密合為止。球形閥座磨損后，可將一鋼球放在閥座上，然后用金屬棒輕輕敲擊鋼球，直到球閥與閥座密合為止。 6.5泵蓋的修理 工作平面的修理：若是泵蓋工作平面磨損較小，可用手工研磨法消除磨損痕跡，即在平臺上放少許氣門砂，然

52、后把泵蓋放在上面研磨，直到磨損痕跡消除，工作表面平整為止。當泵蓋工作平面磨損深度超過0．1毫米時，應采取先車削后研磨的辦法修復。 齒輪泵設備地維護保養(yǎng)：通過擦拭,清掃,潤滑,調(diào)整等一般方法來對設備進行護理,以維持和保護設備地機械性能和技術(shù)狀況,稱為設備維護保養(yǎng).設備保養(yǎng)維護的要求主要有以下四項: 1、清潔設備內(nèi)外的清潔,各滑動面,絲杠,齒條,齒輪箱,油孔等處無油污,各部位不漏油,不漏氣,設備周圍地切屑,雜物,臟物機械操作員應清掃干凈。 2、整齊工具,就是把工具，工件要放置整齊，管道，線路什么的要有條理的安裝。 3、要有良好的潤滑 按時加油或換油,不要出現(xiàn)斷油,干摩現(xiàn)象,油壓正常,

53、油標清晰,油路要保證暢通,油質(zhì)符合機械要求,油槍,油杯,油氈要保持清潔。 4、安全遵守安全操作規(guī)程,不要超負荷使用設備,保護設備地安全，機械防護裝置齊全可靠,及時消除不安全的因素。 設備地維護保養(yǎng)內(nèi)容一般包括日常維護,定期維護,定期檢查和精度檢查,設備潤滑和冷卻系統(tǒng)維護也是設備維護保養(yǎng)地一個重要內(nèi)容。 設備地日常維護保養(yǎng)洗滌，機械是設備維護地基礎工作,必須做到制度化和規(guī)范化。對設備地定期維護保養(yǎng)工作要制定工作定額和物資消耗定額,并按定額進行考核,設備定期維護保養(yǎng)工作應納入車間承包責任制地考核內(nèi)容。設備定期檢查是一種有計劃地機械行業(yè)預防性檢查,檢查地手段除人地感官以外,還要有一定地檢查

54、工具和儀器,按定期檢查卡執(zhí)行,定期檢查有人又機械制圖軟件稱為定期點檢。對齒輪油泵機械設備還應進行精度檢查,以確定設備實際精度地優(yōu)劣程度。 設計小結(jié) 這次畢業(yè)論文主要通過UG、AutoCAD繪圖軟件來對齒輪油泵進行造型設計、零件設計。從對總的裝配圖到單個零件圖都進行了一定的分析。對于齒輪零件更進行了單獨的分析描述，從UG零件造型的創(chuàng)建到零件的設計完成都進行了很詳細的說明分析，而后又對其選材、加工熱處理工藝等進行了分析，從中找出了所跟其相匹配的材料。最后對齒輪油泵的測繪方法和步驟進行了了解和對其他各個零件進行了簡單的說明表述。 致謝 本論

55、文是在老師的悉心指導下完成的。淵博的知識開闊的視野給了我深深的啟迪，論文凝聚著他的血汗，他以嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，平易近人的人格魅力和敬業(yè)精神深深的感染了我對我的工作學習產(chǎn)生了深淵的影響，在此我向他表示衷心的謝意，老師在設計方面的卓越工作奠定了本論文的理論基礎。他由潛入深，明晰簡潔的點撥使我在各方面收益匪淺。老師治學嚴謹、務實求新、平易近人，他敏銳的科研洞察力豐富的經(jīng)驗和一絲不茍的工作態(tài)度給我留下了深刻的印象。本次論文從選題到完成，每一步都是在導師的悉心指導下完成的，傾注了導師大量的心血。我的課題研究取得的點滴進展都是與老師的指導啟發(fā)所分不開的，在此文完成之際，謹向他致以最衷心的感謝。感謝所有給予我

56、關(guān)心，支持和幫助的老同學和朋友長輩們！在寫論文的過程中，遇到了很多的問題，在老師的耐心指導下，問題都得以解決。所以在此，再次對老師道一聲：老師，謝謝您！ 時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨漸進，畢業(yè)論文的完成也隨之進入了尾聲。雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一段，都有我的勞動。我的論文完成，離不開老師、同學和朋友的熱情幫助，在這里我向杭州科技職業(yè)技術(shù)學院精密機械專業(yè)的所有老師表示由衷的感謝。感謝他們在平時的教學的同時傳授了做人的道理。 參考文獻 [1]劉朝儒主編. 機械制圖[M]

57、. 北京：高等教育出版社，2008 [2] 吉衛(wèi)喜．機械制造技術(shù)基礎[M]．高等教育出版社，2008-6 [3]吳宗澤主編，機械設計教程[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008 [4] 范明豪．復合齒輪泵基礎理論研究[D] ．安徽:淮南工業(yè)學院，1999 [5]吳宗澤主編，機械設計教程[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008 [6]濮良貴、紀名剛．機械設計（第八版）．北京：高等教育出版社，2006． [7]陳鐵鳴．新編機械設計課程設計圖冊．北京：高等教育出版社，2003，