本文關(guān)鍵詞：基于嚙合理論的螺旋轉(zhuǎn)子泵的型線研究和特性分析

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【摘要】：齒輪泵是一種傳統(tǒng)的工業(yè)用泵,它作為一種動(dòng)力裝置為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件提供工作壓力,并可以用來輸送液體,所以在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。隨著計(jì)算機(jī)輔助軟件和智能數(shù)控機(jī)床不斷更新,人們對(duì)生活環(huán)境和工作效率越來越重視,傳統(tǒng)齒輪泵具有的低壓、大流量脈動(dòng)、噪聲大、效率低等缺點(diǎn)越來越突出,已經(jīng)嚴(yán)重地局限了傳統(tǒng)齒輪泵的應(yīng)用和發(fā)展,所以國內(nèi)外專家對(duì)傳統(tǒng)齒輪泵的這些性能不斷地深入研究。其中,螺旋轉(zhuǎn)子泵具有很強(qiáng)的代表性。它不光具有傳統(tǒng)齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)油污不敏感等特點(diǎn),還具有較高的工作壓力、低流量脈動(dòng)、低噪聲、高容積效率、無困油現(xiàn)象等優(yōu)良性能。目前,國內(nèi)已有對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子泵的理論研究和對(duì)應(yīng)復(fù)雜加工刀具的設(shè)計(jì),但研究方法有限,理論聯(lián)系實(shí)際不夠,一些研究結(jié)論值得商榷。本文以螺旋轉(zhuǎn)子泵為研究對(duì)象,首先對(duì)主、從桿轉(zhuǎn)子齒廓形成進(jìn)行了介紹,基于平面嚙合理論和坐標(biāo)變換方法,運(yùn)用向量的數(shù)學(xué)表達(dá)形式和旋轉(zhuǎn)矩陣,對(duì)轉(zhuǎn)子的型線方程和嚙合線方程進(jìn)行了公式推導(dǎo),根據(jù)實(shí)際參數(shù)設(shè)計(jì)得出轉(zhuǎn)子齒形坐標(biāo)和齒形輪廓圖,由于保證了主從桿齒廓的一點(diǎn)連續(xù)接觸的要求,從而消除了傳統(tǒng)齒輪泵具有的困油現(xiàn)象;然后對(duì)轉(zhuǎn)子的螺旋面進(jìn)行了詳細(xì)的論述,基于空間嚙合理論,建立了工件與刀具的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)分析方法得到接觸條件,以向量的數(shù)學(xué)表達(dá)形式,完整推導(dǎo)了轉(zhuǎn)子與成型銑刀的螺旋面方程、螺旋面法矢和特性方程以及接觸線方程,并運(yùn)用最小二乘法對(duì)接觸線方程進(jìn)行數(shù)值求解,完成對(duì)盤銑刀刃形坐標(biāo)的計(jì)算和軸向廓型的繪制;進(jìn)一步基于傳統(tǒng)齒輪泵的特性參數(shù)指標(biāo),推導(dǎo)了轉(zhuǎn)子嚙合的重合度、泵的理論流量、流速和進(jìn)出油口尺寸等性能限定條件公式,并根據(jù)實(shí)際要求對(duì)泵的特性進(jìn)行了計(jì)算和分析;在以上理論研究分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了基于MATLAB GUI的轉(zhuǎn)子型線和盤銑刀刃形的用戶界面程序的開發(fā)并進(jìn)行了優(yōu)化,包括界面設(shè)計(jì)和主程序設(shè)計(jì),用戶可以方便地對(duì)轉(zhuǎn)子型線和相應(yīng)刀具的基本設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行合理化選取;最后應(yīng)用Solid Works工程軟件進(jìn)行了主、從桿轉(zhuǎn)子的三維參數(shù)化建模,其中包括進(jìn)行了主、從桿轉(zhuǎn)子的干涉檢驗(yàn)和一體式刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及檢驗(yàn),并運(yùn)用制造出的盤銑刀對(duì)工件進(jìn)行試切加工實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證本文理論設(shè)計(jì)的可行性。為保證螺旋轉(zhuǎn)子泵的使用安全性和工作穩(wěn)定性,后期還可以在力學(xué)分析、泵的性能試驗(yàn)等方面進(jìn)行研究,如利用ANSYS軟件對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子嚙合和泵壁厚度等做力學(xué)分析、接觸分析和模態(tài)分析等,設(shè)計(jì)專用試驗(yàn)臺(tái)對(duì)泵的工作壓力、流量脈動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析等。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137.51

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本文編號(hào)：1195969