外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)

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1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì) 計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 化 學(xué)生姓名： 楊相宇 學(xué) 號(hào)： 200802010214 指導(dǎo)老師： 唐勇、鐘定清 清

2、 2012年 6 月 10 日  誠(chéng) 信 聲 明 本人聲明： 1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果； 2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料； 3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。 作者簽名： 日期： 年 月 日  畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書

3、 題目： 外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì) 姓名楊相宇學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)0802學(xué)號(hào)200802010214 指導(dǎo)老師 唐勇、鐘定清 職稱 工程師 講師 教研室主任 一、基本任務(wù)及要求： 查閱20篇以上參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)一外嚙合齒輪泵，其主要技術(shù)參數(shù)：額定壓力：12.5MPa；額定轉(zhuǎn)速： 1450r/min；公稱排量：63mL/r。完成外嚙合齒輪泵總裝圖及主要零件圖，并利用三維軟件（SOLIDW

4、ORKS、 UG或Pr o/E）進(jìn)行三維建模，指定零件加工仿真及數(shù)控編程。 二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間： 1. 準(zhǔn)備階段 1周 了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，明確課題任務(wù)及要求，搜集有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)資料，自學(xué)CAD/CAM軟件和相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)。

5、 2. 確定設(shè)計(jì)方案 2周 完成文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告，提出解決課題問題的初步方案，并對(duì)方案優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行比較，并分析實(shí)施可行性，按實(shí)際條件確定方案。 3. 實(shí)習(xí) 1周 4.

6、 具體設(shè)計(jì) 9周 外嚙合齒輪泵的總體設(shè)計(jì)，部件裝配圖及零件圖設(shè)計(jì)，外嚙合齒輪泵的三維建模，指定零件加工仿真及數(shù)控編程。 5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2周 按湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書相關(guān)標(biāo)

7、準(zhǔn)要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 6. 畢業(yè)答辯 1周 進(jìn)行畢業(yè)答辯準(zhǔn)備，完成畢業(yè)答辯。 目 錄 摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………… Ⅱ 第1章　 緒 論……………………………

8、……………………………………………… 1 1.1 引言……………………………………………………………………………… 1 1.2 研發(fā)背景及意…………………………………………………………………… 1 1.3 外嚙合齒輪泵基本……………………………………………………………… 1 1.3.1 外嚙合出論泵的工作原理和基本性能………………………………… 2 1.3.2 外嚙合出論泵的基本設(shè)計(jì)思路………………………………………… 2 第2章　外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 3 2.1 引言…………………………………………

9、…………………………………… 3 2.2 性能參數(shù)的分析確定…………………………………………………………… 3 2.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………… 3 2.3.1 定刀具角和齒頂高系數(shù)…………………………………………… 3 2.3.2 齒數(shù) z 模數(shù) m 和齒寬 B 的確定……………………………………… 3 2.3.3 齒面接觸強(qiáng)度校核……………………………………………………… 4 2.4　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………… 8 2.4.1 軸最小直徑計(jì)算…………………………………………

10、……………… 8 2.4.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………………… 8 2.5 泵體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與確定………………………………………………… 9 2.5.1 在確定結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)內(nèi)容……………………………… 9 2.5.2 泵體與泵蓋的校核……………………………………………………… 10 2.6 卸荷槽的計(jì)算…………………………………………………………………… 10 2.6.1 兩卸荷槽的間距a……………………………………………………… 10 2.6.2 卸荷槽最佳高度c的確定……………………………………………

11、… 10 2.6.3 卸荷槽深度…………………………………………………………… 11 2.7 齒輪泵進(jìn)出口大小確定……………………………………………………… 11 2.8 軸承的選擇……………………………………………………………………… 11 2.9 鍵的選擇…………………………………………………………………………11 2.10 密封…………………………………………………………………………… 11 2.11 螺栓組的連接強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………… 11 2.11.1 初步選擇螺栓………………………………………………………… 12

12、 2.11.2 對(duì)螺栓組進(jìn)行拉伸強(qiáng)度校核………………………………………… 12 第3章　外嚙合齒輪泵的三維UG建模………………………………………………… 13 3.1 齒輪泵零件圖的三維建?！? 13 3.1.1 泵體后蓋三維建模…………………………………………………… 13 3.1.2 其他零件的三維建?！?15 3.2 齒輪泵的裝配示意圖………………………………………………………… 16 3.3 齒輪泵裝配爆炸圖……………………………………………………………… 16 第4

13、章　中間泵體的數(shù)控加工編程……………………………………………………… 17 4.1 中間泵體加工………………………………………………………………… 17 4.2 加工泵體表面………………………………………………………………… 17 4.2.1 粗銑底面………………………………………………………………… 17 4.2.2 粗銑另一面……………………………………………………………… 19 4.2.3 精銑該面………………………………………………………………… 19 4.3 加工泵體內(nèi)表面……………………………………………………………… 19 4.3.1

14、 粗銑內(nèi)表面……………………………………………………………… 19 4.3.2 精銑內(nèi)表面……………………………………………………………… 21 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… 22 致謝………………………………………………………………………………………… 23 附錄………………………………………………………………………………………… 42 外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì) 摘要：外嚙合齒輪泵是一種應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的液壓元件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體小量輕、能夠適用于多種工況，是一種具有廣泛

15、應(yīng)用價(jià)值的機(jī)械產(chǎn)品。齒輪泵的設(shè)計(jì)，先進(jìn)行性能參數(shù)的分析，再制定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)包括了齒輪的設(shè)計(jì)與校核、軸的設(shè)計(jì)與校核、泵體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核、進(jìn)出口油孔的設(shè)計(jì)、卸荷槽的設(shè)計(jì)等。初定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并完成校核后，在滿足性能參數(shù)的前提下，盡可能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案。齒輪泵的UG三維建模和數(shù)控加工，以設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，在UG軟件中建立三維模型，導(dǎo)出CAD圖紙，完成裝配圖和非標(biāo)件的零件圖。中間泵體的數(shù)控加工，根據(jù)制定的工序卡，設(shè)置正確的和刀具加工方式，完成數(shù)控加工的編程并且導(dǎo)出程序。 關(guān)鍵詞：液壓元件；齒輪設(shè)計(jì)；軸的設(shè)計(jì)；UG三維建模；CAD圖紙；數(shù)控加工 The Design Of Meshin

16、g Gear Pump Abstract： The gear pump is a kind of meshing used in the machinery industry hydraulic components, its simple structure, the small body and light, can be applied in a variety of conditions, is one kind has wide application value of the mechanical products. The design of the gear pump,

17、 the performance parameters of the first analysis, again make design scheme. Design to include the design of the gear and checking, the design of the shaft and checking, the pump body structure design and checking, import and export oil hole design, unloading slot design, etc. Early data set design,

18、 and complete after checking, and to meet performance parameters, under the premise of simplified design as far as possible. The gear pump of UG 3 d modeling and numerical control processing, design calculation for standard data, in UG software established in 3 d model, deduce CAD drawings, Complete

19、 assembly drawing and non-standard parts drawing. Among the pump body nc machining, formulated according to the working procedure of card, set the right and the cutting tool processing methods, complete the nc machining programming and derived program. Keywords: Hydraulic components; Gear design;

20、 The design of the axis; UG 3 d modeling; CAD drawings; Nc machining 28 第1章　 緒 論 1.1 引言 在我國(guó)，尤其是在化工、石油、機(jī)械、冶金、煤炭、輕工部分的液體輸送裝置上，齒輪泵使用量大，面廣，品繁多；據(jù)了解，從國(guó)外進(jìn)口的太批空氣壓縮機(jī)、制冷、氧氣壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和大批化工原料輸送裝置上都有齒輪泵，目前普遍都有備件更新問題，因此齒輪泵的研制具有較大的經(jīng)濟(jì)意義和推廣價(jià)值。 外嚙合泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲低、輸油平穩(wěn)、自吸性能好、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。廣泛使用于機(jī)床低壓液壓傳動(dòng)

21、系統(tǒng)和大型機(jī)械設(shè)備中稀油站的供油和冷卻系統(tǒng)以及各種機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑系統(tǒng).但是，由于齒輪泵目前采用的結(jié)構(gòu)的存在一定的問題，會(huì)造成困油、抽空、噪聲大等問題存在，限制了外嚙合齒輪泵的應(yīng)用范圍，基于這一現(xiàn)狀提出了本課題。 1.2 研發(fā)背景及意義 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體小量輕，自吸性好，污染敏縛性小，可靠性高，壽命長(zhǎng)，制造容易，維修方便，價(jià)格便宜并能經(jīng)受惡劣的運(yùn)行工況（如灰尖等造成的油污染，油溫，超負(fù)荷）等特點(diǎn)，屬于容積型回轉(zhuǎn)式一類的齒輪泵，通過借助于齒輪副輪齒脫開嚙合側(cè)和進(jìn)入嚙合側(cè)在封殼體內(nèi)形成的工作容積的周期性變化，實(shí)現(xiàn)工作流體的輸送，應(yīng)用價(jià)值廣泛。 但是由于這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成了齒輪

22、泵有上文中提到的一些不足，所以齒輪泵的研究，大家主要集中在下五個(gè)方面： 1．齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 2．困油沖擊及卸荷措施 3．齒輪泵噪聲的控制技術(shù) 4．齒輪泵高壓化的研究 5．齒輪泵的變量方法研究 通對(duì)過上述幾個(gè)問題的研究，能很好的解決外嚙合齒輪泵因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)問題而存在的不足，大大的擴(kuò)大了外嚙合齒輪泵的應(yīng)用范圍 1.3 外嚙合齒輪泵基本設(shè)計(jì)思路 1.3.1 外嚙合出論泵的工作原理和基本性能 外嚙合齒輪泵由裝在殼體內(nèi)的一對(duì)齒輪所組成。齒兩側(cè)有端蓋(圖中未示出)，殼體、端蓋和齒輪的各個(gè)齒隙組成了許多密封工作腔。目前國(guó)內(nèi)的液壓傳動(dòng)教材[4]中對(duì)齒輪泵工作原理的解釋為:

23、當(dāng)泵的齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)吸油腔相互嚙合的輪齒逐漸脫開密封工作容積逐漸增大形成部分真空,因此油箱中的油液在外界大氣壓的作用下經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔將齒間充滿并隨著齒輪旋轉(zhuǎn),把油液帶到壓油腔內(nèi),在壓油區(qū)一側(cè)由于輪齒在這里逐漸進(jìn)入嚙合,密封容積不斷減小油液便被擠出送到壓力管路中去,當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，側(cè)吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作容逐漸增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大壓的作用下，經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔，將齒間槽充滿，并著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔。在壓油區(qū)一側(cè)，由于齒輪在這里逐漸進(jìn)入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去。從壓油腔輸送到壓力管路中去。 1.3.2 外嚙合出

24、論泵的基本設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)外嚙合齒輪泵，首先必須知道下列數(shù)據(jù)要求： 1.所需流量（l/min） 2.原動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速（r/min） 3.使用工作壓力和最高工作壓力（Mpa） 4.使用工況 設(shè)計(jì)齒輪泵，可按照下列思路進(jìn)行： 1．確定性能參數(shù) 2．確定齒輪參數(shù) 3．設(shè)計(jì)泵的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)齒輪泵時(shí)，應(yīng)該在保證所需性能和壽命的前提下，盡可能使尺寸小、重量輕、制造容易、成本低，以求技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理 第2章　外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 引言 由于本課題屬于一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的外嚙合齒輪泵是一種液壓產(chǎn)品，其特定的功能要求決定了課題中外嚙合出論泵的特殊性，經(jīng)

25、綜合對(duì)比分析，最終采用如下幾方面的分析計(jì)算設(shè)計(jì)： （1）性能參數(shù)的分析確定； （2）齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算； （3）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算； （4）泵體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與確定。 2.2 性能參數(shù)的分析確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，已知外嚙合齒輪泵額定壓力：△p =12.5MPa；額定轉(zhuǎn)速：n=1450r/min；公稱排量：q =63mL/r。 2.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1 定刀具角和齒頂高系數(shù) 采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，，齒頂高系數(shù) 2.3.2 齒數(shù) z 模數(shù) m 和齒寬 B 的確定 用于機(jī)床或其它對(duì)流量的均勻性要求較高的低壓齒輪泵，一般取Z＝１４～３０；用于工程機(jī)械及礦上極限的中高壓和高

26、壓齒輪泵，對(duì)流量的均勻性要求不高．但要求結(jié)構(gòu)尺寸小，作用在齒輪上的徑向力小，從而延長(zhǎng)軸承的壽命，就采用較少的齒數(shù)（Z＝９～１５）而近來新設(shè)計(jì)中高壓齒輪泵時(shí)，都十分注意降低齒輪泵的噪聲，因此所選齒數(shù)有增大的趨勢(shì)（取Z＝１２～２０）．只有對(duì)流量均勻性要求不高，壓力有很低的齒輪泵（如潤(rùn)滑油泵）才選用Z＝６～８．所以我們初選齒數(shù)為＝16. 根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算出流量： Q=qn=631450=91.35l/min 根據(jù)模數(shù)近似計(jì)算公式： m=（0.24~0.44） =2.3~3.2 但是根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮，m取5.

27、初選齒數(shù)和模數(shù)就可確定齒輪的其他參數(shù)，如下表： 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 理論中心距 實(shí)際中心距 齒頂圓直徑 基圓直徑 齒側(cè)間隙 嚙合角 齒頂高 齒根高 全齒高 根據(jù)公式： 綜合取齒寬b=45mm。. 綜合以上計(jì)算，齒輪基本參數(shù)如下： 模數(shù)m=5 齒數(shù)z=16 齒寬b=45 2.3.3 齒面接觸強(qiáng)度校核 1）使用系數(shù)的確定 使用系數(shù)表示齒輪的工作環(huán)境（主要是振動(dòng)情況）對(duì)其造成的影響，使用系數(shù)的確定： 原動(dòng)機(jī)工作特性 工作機(jī)工作特性 均勻平穩(wěn) 輕微轉(zhuǎn)動(dòng) 中

28、等振動(dòng) 強(qiáng)烈振動(dòng) 均勻平穩(wěn) 1.00 1.25 1.50 1.75 輕微振動(dòng) 1.10 1.35 1.60 1.85 中等振動(dòng) 1.25 1.50 1.75 2.0 強(qiáng)烈振動(dòng) 1.50 1.75 2.0 2.25或大更 液壓裝置一般屬于輕微振動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)所以按上表中可查得可取為1.35。 2）齒輪精度的確定 機(jī) 器 名 稱 精 度 等 級(jí) 機(jī) 器 名 稱 精 度 等 級(jí) 汽輪機(jī) 3 - 6 拖拉機(jī) 6 - 8 金屬切削機(jī)床 3 - 8 通用減速器 6 - 8 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 4 - 8 鍛壓機(jī)床 6 - 9 輕

29、型汽車 5 - 8 起重機(jī) 7 - 10 載重汽車 7 - 9 農(nóng)業(yè)機(jī)械 8 - 11 齒輪精度此處取7。 3）動(dòng)載系數(shù)的確定 動(dòng)載系數(shù)表示由于齒輪制造及裝配誤差造成的不定常傳動(dòng)引起的動(dòng)載荷或沖擊造成的影響。動(dòng)載系數(shù)的實(shí)用值應(yīng)按實(shí)踐要求確定，考慮到以上確定的精度和輪齒速度，偏于安全考慮，此設(shè)計(jì)中取為1.1。 4）齒向載荷分布系數(shù)的確定 齒向載荷分布系數(shù)是由于齒輪作不對(duì)稱配置而添加的系數(shù)，此設(shè)計(jì)齒輪對(duì)稱配置故取1。 5）齒間載荷分配系數(shù)的確定 一對(duì)相互嚙合的齒輪當(dāng)在嚙合區(qū)有兩對(duì)或以上齒同時(shí)工作時(shí)，載荷應(yīng)分配在這兩對(duì)或多對(duì)齒上。但載荷的分配并不平均，因此引進(jìn)齒間載荷

30、分配系數(shù)以解決齒間載荷分配不均的問題。對(duì)直齒輪及修形齒輪，取。 6）彈性系數(shù)，單位—— ， 此設(shè)計(jì)中齒輪材料選為（其含碳量為0.37%-0.44%，鍛鋼含碳量在0.15%-0.6%），調(diào)質(zhì)后表面淬火，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6可取。 彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 7）動(dòng)載系數(shù) =1.485 8）齒輪的輸入功率 設(shè)齒輪泵功率為，流量為Q，工作壓力為P，則 所以每個(gè)齒輪的功率為 9）計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 10）接觸疲勞強(qiáng)度極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 11）接觸疲

31、勞壽命系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得接觸疲勞壽命系數(shù) 14）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為0.1，安全系數(shù)S=1 15）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù) 徑向力 因?yàn)辇X數(shù)比u=1 = 479MPa < 所以齒輪的劫持疲勞強(qiáng)度滿足要求。 2.3.4 齒面彎曲強(qiáng)度校核 1）彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。 2）彎曲疲勞壽命系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 則： 4）載荷系數(shù)

32、5）齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查取齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù)。 6）計(jì)算齒根危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度 所以，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，所選齒輪參數(shù)符合要求，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核亦符合。 2.4　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.4.1 軸最小直徑計(jì)算 的選擇：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》知彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)、無軸向載荷或只受很小的軸向載荷時(shí)，取小值,取較大值。而此處無軸向載荷，受彎矩較小，綜合選擇=110 式中：d-軸端直徑，mm T-軸所傳遞的扭矩，Nm Pw -軸所傳遞的功率，Kw n-軸的工作轉(zhuǎn)速,r/min 又考慮在聯(lián)軸器處有兩個(gè)鍵槽，將直徑增大， 則

33、： 綜合考慮，圓整后選擇d=35mm。 2.4.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算 一般可以分為三種：1.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算 2.按彎矩合成剛度計(jì)算 3.精確強(qiáng)度校核計(jì)算，根據(jù)任務(wù)要求我們選擇第一種，此法用于計(jì)算傳遞扭矩，不受或受較小彎矩的軸。 材料選用40Cr ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 所以直徑取35mm,扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力滿足要求。 軸在載荷作用下會(huì)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，故要進(jìn)行剛度校核。軸的剛度分為扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度兩種，前者用扭轉(zhuǎn)角衡量，后者以撓度和偏轉(zhuǎn)角來衡量。 2.3.3 軸的扭轉(zhuǎn)剛度 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核是計(jì)算軸的在工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)變形量，是用每米軸長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角度量的。軸的扭轉(zhuǎn)變形要影響機(jī)

34、器的性能和工作精度。 軸的扭轉(zhuǎn)角 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知對(duì)一般傳動(dòng)，可取，滿足要求。 2.3.4 軸的彎曲剛度 軸在受載的情況下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，過大的彎曲變形也會(huì)影軸上零件的正常工作。 因此，本泵的軸也必須進(jìn)行彎曲剛度校核。 軸的徑向受到力與齒輪沿齒輪圓周液壓產(chǎn)生的徑向力和由齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力和相等。在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用近似計(jì)算作用在從動(dòng)齒輪上的徑向力 即軸在徑向受到的力為： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得 故可得軸滿足要求。 2.5 泵體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與確定 2.5.1 在確定結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)內(nèi)容 1.減輕徑向力的結(jié)構(gòu)設(shè)施

35、。 2.是采用三片式結(jié)構(gòu)（有前泵蓋、泵體、和后泵蓋組成，）還是采用兩片式結(jié)構(gòu)（由殼體和前蓋組成）。片式結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)槿浇Y(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)： a．毛坯制造容易，甚至可用型材切料； b．便于機(jī)械加工； c．便于布置雙向端面間隙的液壓自動(dòng)補(bǔ)償，從而改善補(bǔ)償性能和提高壽命； d．便于雙出軸布置，根據(jù)需要可以串聯(lián)另一個(gè)齒輪泵。 3．齒輪與軸做一個(gè)整體還是做成分離式通過鍵（或花鍵）連接 將齒輪和軸做成整體，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便；將齒輪和軸作成分離式，其優(yōu)點(diǎn)是加工工藝性好，齒輪側(cè)面加工較容易，在平面磨床上很容易加工相同的齒寬，這種結(jié)構(gòu)在大排量泵中常見。 2.5.2 泵體與泵

36、蓋的校核 泵體材料選擇球墨鑄鐵（QT600-02）。由機(jī)械手冊(cè)差得其屈服應(yīng)力為300到420MPa。因?yàn)殍T鐵是脆性材料，因此其許用拉伸應(yīng)力的值應(yīng)該取為屈服極限應(yīng)力即的值應(yīng)為300—420Mpa，此處。 泵體的強(qiáng)度計(jì)算可按厚薄壁圓筒粗略計(jì)算拉伸應(yīng)力，計(jì)算公式為 式中：——泵體的外半徑（mm） ——齒頂圓半徑（mm） ——泵體的試驗(yàn)壓力（MPa） 一般取試驗(yàn)壓力為齒輪泵最大壓力的兩倍。 即 =2p=2x612.5=25MPa 因?yàn)? 即

37、 代入數(shù)據(jù)算得： 所以泵體壁厚 為了充分滿足要求此處取泵體厚度，所以泵體材料及厚度滿足要求。 2.6 卸荷槽的計(jì)算 2.6.1 兩卸荷槽的間距a 圓整后取為14mm。 2.6.2 卸荷槽最佳高度c的確定 2.6.3 卸荷槽深度 圓整后取為5mm。 2.7 齒輪泵進(jìn)出口大小確定 齒輪泵的進(jìn)出口流速計(jì)算公式： 式中：Q——泵的流量（L/min）

38、 q——泵的排量（ml/r） n——泵的轉(zhuǎn)速（r/min） S——進(jìn)出口油的面積（） 因?yàn)辇X輪泵的進(jìn)出口流速一般推薦為2—4m/s,出油口流速一般推薦為3—6m/s。這里選進(jìn)油口流速為3m/s,出油口流速為5m/s。利用上一個(gè)公式算得進(jìn)油口面積。 由得進(jìn)油口半徑 圓整后得 R進(jìn)=13mm R 出=10mm 2.8 軸承的選擇 根據(jù)軸徑的尺寸，以及壓強(qiáng)的要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇滾針軸承滾針軸承（摘自 JB/T 7918-1997）選定此 泵 使 用 K 30 35 27 的 滾 針 軸 承 ，

39、 基 本 尺 寸 ： Fw =47mm ， E w= 47mm ， Bc= 22mm. 2.9 鍵的選擇 選普通平鍵A型bh=108，鍵長(zhǎng)L=30mm 2.10 密封 軸承蓋上均裝墊片，透蓋上裝J型無骨架橡膠油封。因軸徑d=35mm，由GB/T 9877.1-1988,GB/T 9877.2-1988 查得J型無骨架橡膠油封的相關(guān)尺寸參數(shù)如下： 2.11 螺栓組的連接強(qiáng)度計(jì)算 2.11.1 初步選擇螺栓 選螺栓材料45鋼，因此螺栓組是塑性的，故可根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力 對(duì)于M10到M64普通螺栓連接在擰緊時(shí)雖是同時(shí)受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用

40、，但在計(jì)算時(shí)，只按拉伸強(qiáng)度計(jì)算，并將所受的拉力增大30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。 式中：F——螺栓組拉力 P——壓力 S——作用面積 R——齒頂圓半徑 由于壁厚=15mm,沉頭螺釘下沉2mm ,腔體厚25mm,則取螺紋規(guī)格 d=M10,公稱長(zhǎng)度L=110, 螺釘數(shù)K=6 ,螺紋長(zhǎng)度b=16性能等級(jí)為8.8級(jí)，表面氧化的內(nèi)六角圓柱螺釘。 2.11.2 對(duì)螺栓組進(jìn)行拉伸強(qiáng)度校核 拉伸強(qiáng)度條件為 式中：F——工作拉力，N; d——螺栓危險(xiǎn)截面的直徑，mm ——螺栓材料的許用拉應(yīng)力，MPa； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：性能等級(jí)為8.8級(jí)的螺釘?shù)目估瓘?qiáng)

41、度極限。 所以，滿足條件，螺釘可用，校核完畢。 第3章　外嚙合齒輪泵的三維UG建模 3.1 齒輪泵零件圖的三維建模 3.1.1 泵體后蓋三維建模 1) 進(jìn)入建模界面，點(diǎn)擊草圖，畫出泵體輪廓線，如圖3-1所示； 2) 點(diǎn)擊完成草圖，選取輪廓圖，選擇拉伸選項(xiàng)，輸入數(shù)值，完成拉伸，如圖3-2所示； 圖3-1 圖3-2 3) 點(diǎn)擊草圖，選擇泵體內(nèi)表面為基準(zhǔn)面，畫出浮動(dòng)軸套孔的輪廓線，如圖3-3所示； 4) 點(diǎn)擊完成草圖，選取輪廓線，拉伸，輸入數(shù)據(jù)并選擇求差，如

42、圖3-4所示； 圖3-3 圖3-4 5) 選取泵體為求差的對(duì)象，完成拉伸，完成浮動(dòng)軸套孔的建模，如圖3-5所示； 6) 選取孔的底面為基準(zhǔn)面，畫出密封環(huán)孔的輪廓線，如圖3-6所示； 7) 完成草圖，拉伸，輸入數(shù)據(jù)求差，完成孔的建模，如圖3-7所示； 8) 選擇泵體內(nèi)表面為基準(zhǔn)面，畫出螺紋孔和銷孔的輪廓線，如題3-8所示； 9) 完成草圖，選擇孔操作，在輪廓線處完成孔的建模，如圖3-9所示； 10）選擇圓角操作，對(duì)泵體的4個(gè)角倒圓角,完成泵

43、體后蓋的建模，如圖3-10所示。 圖3-5 圖3-6 圖3-7 圖3-8 圖3-9 圖3-10 3.1.2 其他零件的三維建模 依照泵體后蓋的建模方法，對(duì)其他零件進(jìn)行三維建模，圖形如下： ` 3

44、-11 從動(dòng)齒輪軸 3-12 主動(dòng)齒輪軸 3-13 泵體前蓋 3-13 泵體 3-16 浮動(dòng)軸套 3-15 密封圈端蓋 3.2 齒輪泵的裝配示意圖 完成各零件的圖的建模，選擇裝配操作，對(duì)各個(gè)零件通過約束進(jìn)行裝配，如圖3-16所示：

45、 圖3-16 裝配圖 3.2 齒輪泵裝配爆炸圖 完成裝配的組裝，但是不能直觀的反應(yīng)各個(gè)零件的組合情況，所以對(duì)已經(jīng)完成好的裝配圖進(jìn)行爆炸，如圖3-17所示： 圖3-17 爆炸圖 第4章　中間泵體的數(shù)控加工編程 4.1 中間泵體加工 對(duì)中間泵體分析，制定出加工工藝過程卡：（見附表1） 4.2 加工泵體表面 4.2.1 粗銑底面 1）根據(jù)制定的加工工藝過程卡，制定第一步加工的工序卡片：（見附表1） 2）根據(jù)工序卡片，進(jìn)行加工設(shè)置 3）創(chuàng)建程序，選擇平面銑加工，如圖4-1； 4）創(chuàng)建安

46、全平面，如圖4-2； 圖4-1 圖4-2 5）創(chuàng)建平面銑刀具，如圖4-3； 6）創(chuàng)建操作，選定需要銑削的平面；如圖4-4； 圖4-3 圖4-4 圖4-5 7）指定主軸轉(zhuǎn)速和其他參

47、數(shù)，如圖4-5，圖4-6,圖4-7； 圖4-6 圖4-7 8）點(diǎn)擊確定生成刀路，完成數(shù)控加工編程，如圖4-8； 圖4-8 9)點(diǎn)擊程序，選擇后處理操作，導(dǎo)出程序，如圖4-9，（見附表2）. 圖4-9 4.2.2 粗銑另一面 復(fù)制前一步粗銑程序，粘貼，打開創(chuàng)建操作，更改銑削表面，生成刀路，

48、如下圖4-10所示： 圖4-10 圖4-11 4.2.3 精銑該面 復(fù)制前一步粗銑程序，粘貼，打開創(chuàng)建操作，更改銑削表面，加工余量為0，主軸轉(zhuǎn)速為1000 r/min，切削速度為0.3 m/min，進(jìn)給量為0.2 mm/r，生成刀路，如下圖4-11所示。 4.3 加工泵體內(nèi)表面 4.3.1 粗銑內(nèi)表面 1）根據(jù)制定的加工工藝過程卡，制定第一步加工的工序卡片：（見附表2） 2）根據(jù)工序卡片，進(jìn)行加工設(shè)置 3）創(chuàng)建程序，選擇平面銑加工，如圖4-12；

49、 圖4-12 4）創(chuàng)建安全平面，如圖4-13； 5）創(chuàng)建平面銑刀具，如圖4-14； 圖4-13 圖4-14 6）創(chuàng)建操作，選定需要銑削的平面；如圖4-15； 圖4-15 圖4-16 7）指定主軸轉(zhuǎn)速和其他參數(shù)，如圖4-16，圖4-17,圖4-18；

50、 圖4-17 圖4-18 8）點(diǎn)擊確定生成刀路，完成數(shù)控加工編程，如圖4-19，圖4-20(見附表2). 圖4-19 4.3.1 精銑內(nèi)表面 復(fù)制前一步粗銑程序，粘貼，打開創(chuàng)建操作，更改余量為0mm，主軸轉(zhuǎn)速為150 r/min，切削速度為0.3 m/min，進(jìn)給量0.2 mm/r，生成刀路，如下圖4-21所示。 圖4-20

51、 圖4-21 參 考 文 獻(xiàn) [1] 朱繼華等.外嚙合擺線類齒輪泵嚙合原理及參數(shù)設(shè)計(jì). 河南：機(jī)械傳動(dòng),2004. [2] 王成鋒等. 基于MATLAB的外嚙合齒輪泵優(yōu)化設(shè)計(jì)，江蘇：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，2011. [3] 胡競(jìng)湘等.氣壓與液壓傳動(dòng).大連：大連理工大學(xué)出版社.2009 [4] 李玉龍等.UG下外嚙合齒輪泵齒輪3D設(shè)計(jì)和分析.合肥：合肥學(xué)院機(jī)械系.2004 [5] 何存興．液壓組件[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982. [6] 楊元模等. 外嚙合齒輪泵抽空現(xiàn)象探究及解決方法.江西：井岡山學(xué)院，200

52、6 [7] 蘇勇，齒輪油泵齒輪參數(shù)的分析與計(jì)算[J]．液壓傳動(dòng)．2004．(10) [8] 劉永. 外嚙合齒輪泵CAD的研究. 湖北：湖北工業(yè)大學(xué)，2007. [9] 雷天覺．液壓工程手冊(cè)(工版)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社．1989． [10] 許賢良等.齒輪泵產(chǎn)品設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [11] D．E．Browns．N_generation gear pump[J]．World Pumps，Volume 1998，Issue383，August 1998，Page5__6 [12] 王愛平等．新型高壓內(nèi)嚙合齒輪泵理論研究[J]．技術(shù)與應(yīng)用，2004(3)

53、 [13] 欒振輝.齒輪泵研究的現(xiàn)狀與發(fā)展.安徽：起重運(yùn)輸機(jī)械，2005 [14] 侯剛.外嚙合齒輪泵卸荷槽的設(shè)計(jì).貴州：液體傳動(dòng)與控制，2004 [15] 何存興主編，液壓元件[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 [16] 聞邦椿主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012. 致 謝 本設(shè)計(jì)是在鐘定清老師的精心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x和最誠(chéng)摯的敬意。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，感受很多。首先，學(xué)到了很多有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)、材料學(xué)、工藝學(xué)、word排版等的新知識(shí)，這些都是在平時(shí)的理論課中不能學(xué)到的。還將過去所學(xué)的

54、一些機(jī)械方面的知識(shí)系統(tǒng)化，使自己在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用能力得到了很大的加強(qiáng)。其次，我發(fā)現(xiàn)自己的基礎(chǔ)知識(shí)很弱，繼續(xù)進(jìn)一步加強(qiáng)和完善。最后，這次課程設(shè)計(jì)也讓我清醒的認(rèn)識(shí)到理論與設(shè)計(jì)的巨大差別。 除了知識(shí)，我也體會(huì)到作為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程必須要嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)，并且要有極好的耐心來對(duì)待每一個(gè)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中，我們會(huì)遇到很多暫時(shí)難以解決問題，這些都是平時(shí)上理論課中不會(huì)碰到，或是碰到了也因?yàn)椴挥枚蝗ド罹康膯栴}，但是在設(shè)計(jì)中，這些就成了必須解決的問題，這就需要我們的鉆研精神，而且需要我們的團(tuán)隊(duì)合作，當(dāng)然在有必要時(shí)要請(qǐng)教老師。我想如果在設(shè)計(jì)中我們都對(duì)每個(gè)問題如此認(rèn)真，我們一定會(huì)收獲頗豐。我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中

55、就做到了，但顯然做的很不理想。因?yàn)槲覀兘M的設(shè)計(jì)結(jié)果很不完善，仍存在很多問題沒有得到很好的解決，這是我們的失敗。 當(dāng)然設(shè)計(jì)的不理想，與實(shí)際動(dòng)手的多少密切相關(guān)。設(shè)計(jì)剛剛開始時(shí)感覺一片空白，不知從何處下手，在畫圖的過程中，感覺似乎是每一條線都要有一定的依據(jù)，尺寸的確定并不是隨心所欲，不斷地會(huì)冒出一些細(xì)節(jié)問題，都必須通過計(jì)算查表確定。 設(shè)計(jì)實(shí)際上還是比較累的，每天在電腦前畫圖或是計(jì)算的確需要很大的毅力。從這里我才真的體會(huì)到了做工程的還是非常的不容易的，通過這次設(shè)計(jì)我或許提前體會(huì)到了自己以后的職業(yè)生活吧。 再有要感謝一起學(xué)習(xí)生活的同學(xué)們，與他們的一次次交流使我得以不斷進(jìn)步和提高。 我能夠?qū)Ｐ膶W(xué)習(xí)，順利完成學(xué)業(yè)，與我的父母的培養(yǎng)、鼓勵(lì)和支持是分不開的，在此向他們表示最誠(chéng)摯的感謝！ 感謝文中所引用文獻(xiàn)的所有作者們！再次感謝所有關(guān)心、支持和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們！