本文關(guān)鍵詞：基于線型優(yōu)化的三頭單螺桿泵參數(shù)化建模及有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單螺桿泵不僅具有傳輸平穩(wěn)、噪聲低、工作可靠和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,而且可以傳輸高粘度和敏感性的介質(zhì),因此在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)前,單螺桿泵的研究對象主要集中在單頭單螺桿泵和雙頭單螺桿泵,其它多頭單螺桿泵的分析和研究較少,并且多頭單螺桿泵具有效率高、使用壽命長和排量大等優(yōu)點。因此,本文選擇三頭單螺桿泵作為研究對象來進(jìn)行分析和研究,三頭單螺桿泵的研究結(jié)果對以后其它多頭單螺桿泵的深入分析和研究具有一定的參考價值。1.本文通過對單螺桿泵線型理論進(jìn)行全面而系統(tǒng)的論述和分析,并采用包絡(luò)線法和齒廓法線法對共軛線型進(jìn)行分析,建立相應(yīng)的線型方程。為了消除等距曲線的打扣現(xiàn)象,分別對不同擺線的等距曲線曲率半徑進(jìn)行研究,驗證短幅內(nèi)擺線在幅長系數(shù)接近1時,不出現(xiàn)打扣的等距曲線曲率半徑范圍較大,因此工程上通常選擇短幅內(nèi)擺線作為單螺桿泵的線型。2.通過對短幅內(nèi)擺線等距線型的參數(shù)進(jìn)行分析,得出影響線型的基本參數(shù)包括定子外廓直徑、轉(zhuǎn)子頭數(shù)、幅長系數(shù)和等距半徑系數(shù)。從單螺桿泵的排量和使用壽命兩個方面進(jìn)行分析和研究,把過流面積、最大滑動速度、偏心距和最大綜合曲率作為單螺桿泵等距線型評價指標(biāo),并采用將MATLAB集成在ISIGHT中的方法對三頭單螺桿泵線型參數(shù)以過流面積最大、最大滑動速度最小、偏心距最小和最大綜合曲率最小為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。數(shù)據(jù)結(jié)果表明:優(yōu)化后的三頭單螺桿泵在綜合性能方面要優(yōu)于優(yōu)化前的三頭單螺桿泵。3.通過運用CATIA知識工程及專家系統(tǒng)模塊對單螺桿泵進(jìn)行參數(shù)化建模,并采用VB技術(shù)對CATIA進(jìn)行二次開發(fā),實現(xiàn)單螺桿泵定子和轉(zhuǎn)子三維模型的自動生成,并進(jìn)行靜態(tài)干涉檢測和動態(tài)干涉檢測,結(jié)果證明了通過二次開發(fā)平臺自動生成的單螺桿泵三維模型的正確性。4.對優(yōu)化前后的三頭單螺桿泵平面模型進(jìn)行有限元分析,分別在均勻內(nèi)壓、純過盈和壓差的條件下對單螺桿泵定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。綜合分析表明:優(yōu)化后的三頭單螺桿泵在結(jié)構(gòu)性能方面得到了改善,從而證明了優(yōu)化設(shè)計的正確性。
【關(guān)鍵詞】：三頭單螺桿泵 線型優(yōu)化 參數(shù)化建模 二次開發(fā) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH327
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 本課題背景10-13
• 1.1.1 螺桿泵的發(fā)展概述10-11
• 1.1.2 螺桿泵的分類11
• 1.1.3 單螺桿泵的結(jié)構(gòu)和工作原理11-13
• 1.1.3.1 單螺桿泵的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.3.2 單螺桿泵的工作原理12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究意義14-15
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及流程圖15-18
• 1.4.1 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.4.2 本文的流程圖16-18
• 第2章 單螺桿泵線型理論分析18-36
• 2.1 單螺桿泵的線型理論基礎(chǔ)18-19
• 2.2 擺線方程19-20
• 2.3 共軛線型的求法20-28
• 2.3.1 包絡(luò)法20-24
• 2.3.1.1 發(fā)生線的行星運動21
• 2.3.1.2 發(fā)生線的運動方程21-22
• 2.3.1.3 共軛線型的生成22-24
• 2.3.2 齒廓法線法24-28
• 2.3.2.1 齒形嚙合基本定理24-25
• 2.3.2.2 共軛線型的生成25-28
• 2.4 擺線等距線型28-34
• 2.4.1 打扣現(xiàn)象29
• 2.4.2 擺線線型選擇29-33
• 2.4.3 等距曲線方程33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第3章 單螺桿泵評價指標(biāo)及線型優(yōu)化36-58
• 3.1 短幅內(nèi)擺線等距線型的參數(shù)計算36-38
• 3.2 評價指標(biāo)的選擇與分析38-41
• 3.2.1 基于排量的評價指標(biāo)選擇38-39
• 3.2.2 基于使用壽命的評價指標(biāo)選擇39-41
• 3.3 各個評價指標(biāo)的影響41-49
• 3.3.1 過流面積變化趨勢41-43
• 3.3.2 最大滑動速度變化趨勢43-45
• 3.3.3 偏心距變化趨勢45-46
• 3.3.4 最大綜合曲率變化趨勢46-49
• 3.4 線型參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化49-55
• 3.5 本章小結(jié)55-58
• 第4章 基于CATIA二次開發(fā)的參數(shù)化建模及干涉檢測58-74
• 4.1 CATIA二次開發(fā)簡介58-59
• 4.2 基于CATIA二次開發(fā)的單螺桿泵參數(shù)化建模59-67
• 4.2.1 單螺桿泵的參數(shù)化建模59-61
• 4.2.2 基于CATIA的二次開發(fā)平臺61-67
• 4.2.2.1 定子三維實體模型的建模平臺62-65
• 4.2.2.2 轉(zhuǎn)子三維實體模型的建模平臺65-67
• 4.3 靜態(tài)干涉檢測67-69
• 4.4 動態(tài)干涉檢測69-72
• 4.4.1 基于DMU運動機構(gòu)的運動仿真69-70
• 4.4.2 動態(tài)干涉檢測分析70-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 第5章 三頭單螺桿泵有限元分析74-86
• 5.1 ANSYS軟件簡介74
• 5.2 三頭單螺桿泵ANSYS分析流程74-75
• 5.3 定子在均勻內(nèi)壓下的應(yīng)力應(yīng)變分析75-78
• 5.3.1 建立幾何模型75
• 5.3.2 網(wǎng)格劃分75-76
• 5.3.3 加載、求解和后處理76-78
• 5.4 定子和轉(zhuǎn)子的應(yīng)力應(yīng)變分析78-85
• 5.4.1 定子和轉(zhuǎn)子的過盈量選擇78
• 5.4.2 在純過盈作用下定子和轉(zhuǎn)子的應(yīng)力應(yīng)變分析78-81
• 5.4.3 在壓差作用下定子和轉(zhuǎn)子的應(yīng)力應(yīng)變分析81-85
• 5.5 本章小結(jié)85-86
• 第6章 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 全文總結(jié)86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 作者簡介及科研成果92-94
• 致謝94

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本文編號：308548