【摘要】：齒輪泵作為機(jī)油泵在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,但由于齒輪泵流量壓力脈動(dòng)較大,在引起自身振動(dòng)的同時(shí)會(huì)引起下級(jí)元件的振動(dòng),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(duì)以上問題,研究一種低流量脈動(dòng)的齒輪泵,對(duì)于提高車輛變速和潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作性能和可靠性,保障裝備可靠正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的意義。本文以圓弧齒輪泵為研究對(duì)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(duì)其嚙合的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。通過建立圓弧斜齒輪的瞬時(shí)流量模型,對(duì)瞬時(shí)流量品質(zhì)進(jìn)行分析。以漸開線齒輪泵為參考標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齒形參數(shù)進(jìn)行擇優(yōu)設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)圓弧齒形可以有效降低其流量脈動(dòng),同時(shí)其瞬時(shí)流量也不會(huì)降低。通過對(duì)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(jiǎn)化仿真方法,來降低利用商業(yè)仿真軟件進(jìn)行研究的工作量,提高研究效率,并對(duì)其可行性進(jìn)行驗(yàn)證。在仿真過程中發(fā)現(xiàn)齒腔壓力隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)存在壓力突跳現(xiàn)象,因此通過在浮動(dòng)側(cè)板上開設(shè)三角減振槽的方法來實(shí)現(xiàn)齒腔的預(yù)升壓,減緩齒腔壓力突跳,實(shí)現(xiàn)齒腔壓力的平穩(wěn)上升。利用Fluent仿真軟件對(duì)圓弧齒輪泵的二維流場(chǎng)進(jìn)行仿真,探究齒輪泵在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中流場(chǎng)變化情況,為之后的研究奠定基礎(chǔ)。對(duì)齒輪泵的壓力及油液在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的速度分布進(jìn)行分析,并與齒腔壓力變化特性簡(jiǎn)化仿真模型結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)齒腔壓力變化趨勢(shì)類似,驗(yàn)證了簡(jiǎn)化仿真模型的部分正確性;分析了氣穴對(duì)齒輪泵流場(chǎng)的影響。全文以圓弧齒輪泵為研究對(duì)象,通過對(duì)齒形的建模及瞬時(shí)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(dòng);基于對(duì)齒輪泵的泄漏理論分析提出一種簡(jiǎn)化的齒腔壓力變化特性仿真方法,并驗(yàn)證其可行性;通過Fluent軟件對(duì)齒輪泵二維流場(chǎng)進(jìn)行分析,驗(yàn)證了簡(jiǎn)化仿真模型的部分正確性;對(duì)圓弧齒輪泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),得到齒輪泵的三維模型。
【圖文】：

齒輪泵流量脈動(dòng)大，又由于車輛傳動(dòng)箱內(nèi)空間裝蓄能器，故而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)壓力波動(dòng)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(dòng)的齒輪泵，對(duì)于提高車輛變速和障裝備可靠正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要的意義。泵脈動(dòng)研究現(xiàn)狀輪泵簡(jiǎn)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(shí)，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(shí)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(dòng)[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(dòng)。結(jié)果表明在不串油的條件下，齒輪泵的流量脈動(dòng)會(huì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.137.1

【參考文獻(xiàn)】

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