本文選題：齒輪泵 + 有限體積法��； 參考：《西華大學》2012年碩士論文

【摘要】：齒輪泵在液壓系統(tǒng)中的地位很重要，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的動力源。相對于其它結構的泵，齒輪泵結構簡單、重量輕、價格低、制造簡單、維護方便、轉速變化范圍大，并且系統(tǒng)對油液的污染不敏感，所以在機械系統(tǒng)中應用非常廣泛�，F(xiàn)代機械工程對齒輪泵也提出很多新要求，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。本文對齒輪泵的流量特征、徑向嚙合力進行理論分析和數(shù)值計算，為齒輪泵的設計提供必要的理論依據(jù)。 1．根據(jù)漸開線形成原理得到齒廓方程、嚙合線方程。并對齒輪嚙合重合度、嚙合滑動進行了分析。 2．分別計算了齒輪泵齒間區(qū)的流量、齒輪嚙合區(qū)域的流量，最后就得到了齒輪泵的流量。在時間和轉速確定的情況下，得到齒輪泵的流速。外嚙合齒輪泵的結構對其內部的流場有很大的影響，采用fluent有限體積法求解計算模型，就不同中心距和轉速情況下外嚙合齒輪泵內部流場的變化特點進行對比。結果表明：（1）在齒輪泵的吸油口壓強比壓油口壓強低，且流體壓力呈周期性變化，在齒輪的嚙合齒對間形成了困油；（2）中心距越�。ù螅�，出口處的平均速度越大（�。�，進出口壓力差越大（�。�，困油區(qū)壓力越高（低）；（3）出口流速和轉速呈線性正比關系。設計時選用稍大的中心距可降低困油區(qū)壓力。 3．通過理論分析可以知道齒輪周圍的壓力是周向變化的，齒輪受到的液壓徑向力是不對稱的，并通過數(shù)值模擬得到了驗證。由于兩齒輪的嚙合，齒輪間具有相互作用的嚙合力，通過計算得到齒輪受到的嚙合力和扭矩。通過有限元法，利用ansys軟件，對齒輪嚙合接觸應力進行數(shù)值分析，得到了齒輪的應力分布情況，，為齒輪的設計提供參考。 4．圍繞齒輪泵設計的參數(shù)進行討論，只要確定了齒數(shù)Z、模數(shù)m、齒厚b，就能基本確定齒輪泵的結構，并討論了齒輪泵設計中最關鍵的步驟。分析了困油的主要形成原因，并給出了困油的解決方法，即設計卸油槽。根據(jù)齒輪泵徑向力的計算方法給出相關的減少徑向力的方法。以流量脈動為優(yōu)化對象，建立了設計參數(shù)優(yōu)化模型。
[Abstract]:Gear pump plays an important role in hydraulic system and is the power source to ensure the normal operation of hydraulic system. Compared with other pumps, gear pump has simple structure, light weight, low price, simple manufacture, convenient maintenance, wide range of rotational speed change, and the system is insensitive to oil pollution, so it is widely used in mechanical system. Modern mechanical engineering also put forward a lot of new requirements for gear pump, such as high pressure, large displacement, low pulsation, low noise and so on, so the performance analysis and improvement of gear pump has become a very important subject. In this paper, the flow characteristics and radial meshing force of gear pump are theoretically analyzed and numerically calculated, which provides the necessary theoretical basis for the design of gear pump. 1. According to the involute formation principle, the tooth profile equation and meshing line equation are obtained. The degree of meshing overlap and the meshing slip of gears are analyzed. 2. The flow rate between teeth and gear meshing area is calculated, and the flow rate of gear pump is obtained. The velocity of gear pump is obtained when the time and speed are determined. The structure of external gear pump has great influence on its internal flow field. The fluent finite volume method is used to solve the calculation model, and the variation characteristics of internal flow field of external gear pump under different center distance and speed are compared. The results show that the inlet pressure of the gear pump is lower than that of the oil inlet, and the fluid pressure changes periodically. The smaller the center distance between the meshing teeth of the gears is, the larger the average velocity at the outlet is (small) and the greater the pressure difference between the inlet and outlet (small, the higher the pressure in the trapped oil area (low)). A slightly larger center distance can be used to reduce the pressure in the oil-trapped area. 3. Through theoretical analysis, it can be known that the pressure around the gear is circumferential and the hydraulic radial force on the gear is asymmetric, which is verified by numerical simulation. Because of the meshing of two gears, there is an interactive meshing force between the gears, and the meshing force and torque of the gears are calculated. By means of finite element method and ansys software, the meshing contact stress of gears is numerically analyzed, and the stress distribution of gears is obtained, which provides a reference for the design of gears. 4. The design parameters of gear pump are discussed. As long as the number of teeth Z, modulus m and tooth thickness b are determined, the structure of gear pump can be basically determined, and the most important steps in gear pump design are discussed. The main reasons of oil trap are analyzed, and the solution of oil trap is given, that is, the design of unloading tank. According to the calculation method of gear pump radial force, the method of reducing radial force is given. The optimization model of design parameters is established with flow pulsation as the optimization object.
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH325

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本文編號：1786194