毕业设计----基于solidworks的齿轮泵仿真

XX学院毕业设计题目基于Solidworks的齿轮泵仿真系别专业班级姓名学号指导教师日期XX学院毕业设计I设计任务书设计题目：基于Solidworks的齿轮泵仿真设计要求：1.对齿轮泵的工作参数（流量、效率、转速）、几何参数(齿数、模数、齿宽)、主要部件参数（分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径等）进行设计和确定。2.运用solidworks对齿轮泵的各个零部件（泵盖、泵体、齿轮轴、紧固件等）进行建模，熟练掌握solidworks的建模方法。3.运用solidworks对齿轮泵进行装配，掌握solidworks的装配方法。4.对装配体进行干涉检查，对其进行运动分析。设计进度要求：第一周到第四周下达任务书，查阅、收集相关资料。第五周到第七周，进行齿轮泵的工作参数，几何参数等进行设计和确定。第八到十周，用solidworks进行齿轮泵的零件建模及装配体建模。第十周到十二周，撰写论文，对论文进行排版修改。指导教师（签名）：XX学院毕业设计II摘要SolidWorks是一款功能强大的三维设计软件，具有强大的参数化建模功能。在SolidWorks的标准菜单中包含了各种用于创建零件特征和基准特征的命令。通过运用这些特征造型技术可以很方便的设计出需要的实体特征。应用SolidWorks软件，可以建立出齿轮泵各个零部件的三维模型，进行装配后建立齿轮泵虚拟样机。参数化造型设计是SolidWorks软件核心功能之一，包括曲面和实体造型以及基于特征的造型等。它提供尺寸驱动的几何变量，用交互式方法检查模型变化的结果，其模型可智能化。参数化造型虚拟技术通过记录几何体间的所有依存关系，自动捕捉设计者的意图。此设计中主要利用三维设计软件SolidWorks，建立了齿轮泵的虚拟样机模型，并在此基础上利用SolidWorks软件对齿轮泵进行运动仿真、基体受力分析等。建立运动机构模型，进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等，并用动画、图形、表格等多种形式输出结果，其分析结果可指导修改零件的结构设计或调整零件的材料。设计的更改可以反映到装配模型中，再重新进行分析，一旦确定优化方案，设计更改就可直接反映到装配模型中。此外还可以将零部件在复杂运动情况下的复杂载荷情况直接输出到主流有限元分析软件中以作出正确的强度和结构分析。关键词：SolidWorks，参数化造型，建立模型XX学院毕业设计III目录摘要...................................................................II目录..................................................................III1齿轮泵的设计...............................................................11.1齿轮泵概述.............................................................11.2齿轮泵设计要求.........................................................21.2.1齿轮泵工作参数要求............................................21.2.2齿轮几何参数的要求............................................31.3齿轮泵主要部件参数的确定...............................................51.4SOLIDWORKS建模..........................................................61.4.1齿轮轴建模....................................................61.4.2泵体建模.....................................................101.4.3Solidworks建模基本原则......................................121.4.4装配体初步建模与泵盖建模.....................................131.4.5连接件的选择和螺纹生成.......................................161.4.6密封件的选择.................................................182齿轮的校核...............................................................213齿轮泵的闭死容积和卸荷槽.................................................253.1闭死容积..............................................................253.2卸荷槽................................................................254结束语...................................................................27致谢.....................................................................28参考文献...................................................................29XX学院毕业设计11齿轮泵的设计1.1齿轮泵概述齿轮泵是液压系统中广泛采用的液压泵，有外啮合和内啮合两种结构形式。齿轮泵的主要优点是结构简单，制造方便，体积小，重量轻，转速高，自吸性能好，对有的污染不敏感，工作可靠，寿命长，便于维护修理以及价格低廉等；主要缺点是流量和压力脉动较大，噪声较大（只有内啮合齿轮泵噪声较小），排量不可调。齿轮泵是靠相互啮合旋转的一对齿轮输送液体，分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。泵工作腔由泵体、泵盖及齿轮的各齿槽构成。由齿的啮合线将泵吸入腔和排出腔分开。随着齿轮的转动，齿间的液体被带至排出腔，液体受压排出。齿轮泵适用于输送不含固体颗粒的液体，可作润滑油泵、重油泵、液压泵和输液泵。所输送液体的粘度范围为smm/10126,齿轮泵结构简单，维修方便。齿轮泵的工作原理如图1.1。齿轮泵泵体内腔容纳一对齿数相同的外啮合渐开线齿轮，齿轮两侧由端盖盖住（图中未出示）。泵体、端盖和齿轮之间形成了密封腔，并由两个齿轮的齿面接触线将左右两腔隔开，形成了吸、压油腔。当主动齿轮轴逆时针带动从动齿轮顺时针方向转动时，这对传动齿轮的啮合右腔空间压力降低而产生局部真空，油池内的油在大气压力作用下进入泵的吸油口。随着齿轮的转动，齿槽中的油不断被带至左边的压油口，把油压出，送至机器中需要润滑的部位。图1.1齿轮泵的工作原理图XX学院毕业设计21.2齿轮泵设计要求1.2.1齿轮泵工作参数要求（1）流量外啮合齿轮泵在没有泄露损失的情况下，每一转所排出的液体体积叫做泵的理论排量，以qt表示。外啮合齿轮泵，一般两齿轮的齿数相同，所以rmlbtaDbqbat/10tan31312322222(1)式中：b——齿宽Da——齿顶圆直径a——齿轮中心距ta——基圆节距——基圆柱面上的螺旋角不修正的标准直齿圆柱齿轮的齿轮泵的理论排量：rmlzbmqt/10cos121123222(2)式中：m——齿轮模数z——齿轮齿数а——齿轮压力角理论流量：min/103lnqQTT(3)式中n——泵转速，单位（r/min）实际流量：min/lQQvT(4)式中v——泵的容积效率，一般取0.750.9，小流量泵取小值。（2）转速齿轮泵的转速不宜过高，由于离心力的作用，转速高液体不能充满整个齿间，XX学院毕业设计3以至流量减小并引起气蚀，增大噪声和磨损，对高粘性液体的输送影响更大，转速可按表1.1选取。（3）效率avPPQ(5)表1.1流体粘度与齿顶圆线速度液体粘度smm/2124576152300520760线速度smu/max543.732.21.61.25式中：P——泵进出口压力差amPQ——流量sl/aP——轴功率kw齿轮泵的能量损失主要是机械损失和容积损失，水力损失很小，可忽略不计。容积损失主要是通过齿轮端面与侧板之间的轴向间隙，齿顶与泵体内孔之间的径向间隙和齿侧接触线的泄露损失，其中轴向间隙泄露约占总泄露量的75%―80%。机械效率9.08.0m，大流量泵m低。1.2.2齿轮几何参数的要求(1)齿数z、模数m和齿宽齿数多，泵的外形尺寸大，但压力和流量脉动小。中低压齿轮泵对压力和流量脉动要求较严，通常取z=1225，高压泵为减小外形尺寸，一般取z=614，对流量脉动要求不高的粘性液体输送泵可取z=68。中低压齿轮模数按表1.2选取。对工作压力大于10mPa的高压泵，应考虑齿轮强度，需适当增大模数。齿宽按表1.3确定。XX学院毕业设计4表1.2流量与模数流量Qmin/l模数mmm4101.5210322.5332633.54631254.55(2)齿轮修正齿轮泵采用压力角20标准渐开线齿轮，齿数少于17时均有根切现象产生，使齿轮强度减弱，工作情况变坏，须作齿轮修正，修正方法与通常的齿轮修正方法略有不同，两齿轮的刀具移距取正值（即离开中心），修正后节圆处的齿侧间隙为0.08m,刀具切入齿轮的深度即齿高h=2.3m(ξ0.5)m，修正齿轮的主要数据见表1.4。表1.3工作压力与齿宽工作压力PamP齿宽bmm2106m≥21084m＞1063m表1.4齿轮修正几何参数几何参数计算公式齿数z实际中心距1zma节圆直径aDj顶圆直径3zmDa根圆直径mzDf6.22XX学院毕业设计5基圆直径mzDb9397.0基圆节距mtb9521.2啮合角19397.0arccoszz移距系数tan204.0invinvz重叠系数9521.2sin1cos322zzzz齿顶厚度ccinvinvzzmzs104.02339397.0arccoszzinvc1.3齿轮泵主要部件参数的确定本设计将设计一个直齿圆柱中低压齿轮泵由以上要求，综合考虑现初步确定一对啮合的齿轮齿数z=20,模数m=2.5,齿宽定为b=20,电机转速2000r/min，2500r/min，工作压力P=10amP。以上参数可能由于不符合（1）中要求。现回代以验证：由公式（2），（3），（4）：)/(915.15/10cos121123222rmlrmlzbmqtmin)/(8.39min)/(83.31llQTmin)/(84.29min)/(87.2375.0llQQQTT流量、排量和模数的关系符合表2的要求。齿轮分度圆直径)(502520mmD由表1.4可得：齿顶圆直径)(5.57)3(mmzmDaXX学院毕业设计6故顶圆点的线速度)/(02.660/22maxsmnDua要想通过表1.1确定maxu是否符合要求，就要先确定液压油的型号。在液压泵、液压控制阀、液压缸（液压马达）以及油管等连接起来的密封液压系统中，能量的传递是通过液压油在流动过程中压力、