【摘要】：齒輪泵作為機油泵在車輛的發(fā)動機潤滑系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,但由于齒輪泵流量壓力脈動較大,在引起自身振動的同時會引起下級元件的振動,加劇元件的磨損,減少使用壽命。齒輪泵還存在較為嚴(yán)重的氣蝕問題,造成側(cè)板損壞,嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全性和可靠性。本文針對以上問題,研究一種低流量脈動的齒輪泵,對于提高車輛變速和潤滑系統(tǒng)的工作性能和可靠性,保障裝備可靠正常運轉(zhuǎn)具有重要的意義。本文以圓弧齒輪泵為研究對象,基于數(shù)學(xué)方法建立“圓弧-漸開線-圓弧”圓弧齒形的數(shù)學(xué)模型,對其嚙合的可行性進行驗證。通過建立圓弧斜齒輪的瞬時流量模型,對瞬時流量品質(zhì)進行分析。以漸開線齒輪泵為參考標(biāo)準(zhǔn)對齒形參數(shù)進行擇優(yōu)設(shè)計,發(fā)現(xiàn)圓弧齒形可以有效降低其流量脈動,同時其瞬時流量也不會降低。通過對圓弧齒輪泵的泄漏分析,建立齒腔壓力與泄漏之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上利用Matlab和Fluent軟件提出一種齒腔壓力變化簡化仿真方法,來降低利用商業(yè)仿真軟件進行研究的工作量,提高研究效率,并對其可行性進行驗證。在仿真過程中發(fā)現(xiàn)齒腔壓力隨著齒輪轉(zhuǎn)動存在壓力突跳現(xiàn)象,因此通過在浮動側(cè)板上開設(shè)三角減振槽的方法來實現(xiàn)齒腔的預(yù)升壓,減緩齒腔壓力突跳,實現(xiàn)齒腔壓力的平穩(wěn)上升。利用Fluent仿真軟件對圓弧齒輪泵的二維流場進行仿真,探究齒輪泵在轉(zhuǎn)動過程中流場變化情況,為之后的研究奠定基礎(chǔ)。對齒輪泵的壓力及油液在運轉(zhuǎn)過程中的速度分布進行分析,并與齒腔壓力變化特性簡化仿真模型結(jié)果進行比較,發(fā)現(xiàn)齒腔壓力變化趨勢類似,驗證了簡化仿真模型的部分正確性;分析了氣穴對齒輪泵流場的影響。全文以圓弧齒輪泵為研究對象,通過對齒形的建模及瞬時流量分析,發(fā)現(xiàn)圓弧齒形在理論上可以有效降低流量脈動;基于對齒輪泵的泄漏理論分析提出一種簡化的齒腔壓力變化特性仿真方法,并驗證其可行性;通過Fluent軟件對齒輪泵二維流場進行分析,驗證了簡化仿真模型的部分正確性;對圓弧齒輪泵結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,得到齒輪泵的三維模型。
【圖文】：

齒輪泵流量脈動大，又由于車輛傳動箱內(nèi)空間裝蓄能器，故而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)壓力波動大，由造成管路和下游元件損壞，影響系統(tǒng)正常工作題，造成側(cè)板損壞，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全性和可低流量脈動的齒輪泵，對于提高車輛變速和障裝備可靠正常運轉(zhuǎn)具有重要的意義。泵脈動研究現(xiàn)狀輪泵簡介輪副結(jié)構(gòu)的不同，，可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式示。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，互相嚙合的齒輪大，形成部分真空，油箱中的油液在壓差的作輪旋轉(zhuǎn)將油液帶到上方的壓油腔中。壓油腔容積減小，油液被齒輪擠壓出去，實現(xiàn)齒輪泵

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文析，得到齒寬與螺旋角與流量不均勻系數(shù)之間的關(guān)系，如圖 1-2 所示，并證明合理的選取螺旋角和齒寬參數(shù)能有效的減小流量脈動[14]。2009 年，KJ Huang 和WC Lian 通過使用全齒廓嚙合斜齒輪來降低齒輪泵的流量脈動。結(jié)果表明在不串油的條件下，齒輪泵的流量脈動會隨著螺旋角的增大逐漸減小[15]。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U464.137.1

【參考文獻】

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