齿轮泵课程设计

北华大学课程设计说明书课程名称:机械基础综合课程设计设计题目：外啮合直齿轮泵所在学院:机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化年级学号:液压11-1-02号姓名:张强指导老师:张玉峰张金涛机械基础综合课程设计设计计算说明书第-1-页一、课程设计任务书题目：外啮合直齿轮泵工作条件：使用年限15年(每年工作300天)，工作为二班工作制。原始数据：理论排量：14ml/r；额定压力：2.5MPa；工作介质轴承油：68smm/2注意事项：课程设计任务书：1）设计一套电机-泵组，直联立式安装泵带有安全阀2）根据给定要求，完成总装配图和泵部件装配图，全部非标零件图；3）完成全部零件三维实体造型，并进行数字装配；4）完成标准件的计算选型5）完成非标零件精度设计6）完成非标零件生产工序卡设计7）编写设计计算说明书一份（约7000字）。机械基础综合课程设计设计计算说明书第-2-页二、齿轮的设计与校核（一）、主要技术参数根据任务要求，此型齿轮油泵的主要技术参数确定为：理论排量：14ml/r额定压力：2.5MPa额定转速:1400r/min容积效率:≥90%（二）、设计计算的内容1.齿轮参数的确定及几何要素的计算由于本设计所给的工作介质的粘度为68smm/2，由表2.1进行插补可得此设计最大节圆线速度为3.77sm/。节圆线速度V：601000VnD式中D——节圆直径（mm）n——转速表2.1齿轮泵节圆极限速度和油的粘度关系流量与排量关系式为：n00PQ0Q——流量0P——理论排量（ml/r）2.齿数Z的确定，应根据液压泵的设计要求从流量、压力脉动、机械效率等各方面综合考虑。从泵的流量方面来看，在齿轮分度圆不变的情况下，齿数越少，模数越大，泵的流量就越大。从泵的性能看，齿数减少后，对改善困油及提高机械效率有利，但使泵的流量及压力脉动增加。目前齿轮泵的齿数Z一般为6-19。对于低压齿轮泵，由于应用在机床方面较多，要求流量脉动小，因此低压齿轮泵齿数Z一般为13-19。齿数14-17的低压齿轮泵，由于根切较小，一般不进行修正。3.确定齿宽。齿轮泵的流量与齿宽成正比。增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与泵体及盖板间的摩擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例地增加，因此，齿宽较大时，液压泵的总效率较高.一般来说，齿宽与齿顶圆尺寸之比的选取范围为0.2～0.8，即：液体粘度smm/2124576152300520760线速度smu/max543.732.21.61.25运动粘度《机械设计》表4-1P53机械基础综合课程设计设计计算说明书第-3-页）（8.0~2.0BaD20m66.6q1000ZBDa——齿顶圆尺寸（mm）4.确定齿轮模数。对于低压齿轮泵来说，确定模数主要不是从强度方面着眼，而是从泵的流量、压力脉动、噪声以及结构尺寸大小等方面。通过取满足以上条件的不同模数、不同齿数的齿轮油泵进行分析、比较:表2.2齿轮泵各参数关系qZmB146341.2148327.7149324.71410322.21411320.181412318.51413318.01414316.7146420.8147417.8148415.6通过对不同模数、不同齿数的齿轮油泵进行方案分析、比较结果，确定此型齿轮油泵的齿轮参数如下：（1）模数m=3（2）齿数z=12（3）齿宽b=19因为齿轮的齿数为12，根切现象不明显，所以在这里不考虑修正，以下关于齿轮参数的计算均按标准齿轮参数经行。（4）理论中心距mmmzDAf361230（5）实际中心距mmmzDAf36（6）齿顶圆直径mmZmDe4221232（7）基圆直径jDmmmzDnj33.8320cos123cos（8）基圆节距8.85620cos3cosnjmt（9）齿侧间隙nc齿轮各参数《机械原理》P180机械基础综合课程设计设计计算说明书第-4-页0.24~0.03308.0~01.008.0~01.0mcn（10）啮合角20（11）齿顶高3311mh（12）齿根高3.75325.125.1mh（13）全齿高6.75325.225.2mh（14）齿根圆直径iD28.56.752422hDDei（15）径向间隙3.7528.5/22136220ieDDAmc（16）齿顶压力角e346.6320cos22121arccoscos2arccosarccosneieZZRR（17）分度圆弧齿厚fs4.67620cos224.023cos22nnfcms（18）齿厚s4.712ms（19）齿轮啮合的重叠系数24.120an346.63an21tantanππttZe（20）公法线跨齿数1.835.0180KZ（21）公法线长度（此处按侧隙0nc计算）12.3221015.05.05.01809521.23015.05.09521.2ZznmL公法线跨齿数机械基础综合课程设计设计计算说明书第-5-页(22)油泵输入功率(kw)10603-mnqpN）（kw0.919.06014001041102.566式中：N-驱动功率(kw)p-工作压力(MPa)q-理论排量(mL/r)n-转速(r/min)m-机械效率，计算时可取0.9。图2.1齿轮三、校核此设计中齿轮材料选为40rC，调质后表面淬火1.使用系数AK表示齿轮的工作环境（主要是振动情况）对其造成的影响，使用系数AK的确定：表2.3使用系数原动机工作特性工作机工作特性均匀平稳轻微振动中等振动强烈振动均匀平稳1.001.251.501.75轻微振动1.101.351.601.85中等振动1.251.501.752.0强烈振动1.501.752.02.25《液压技术手册》范存德P242油泵输入功率《液压元件》严金坤P341.35KA机械基础综合课程设计设计计算说明书第-6-页液压装置一般属于轻微振动的机械系统所以按上表中可查得AK可取为1.35。2.齿轮精度的确定齿轮精度此处取7表2.4各种机器所用齿轮传动的精度等级范围机器+名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3~6拖拉机6~10金属切削机床3~8通用减速器6~9航空发动机4~8锻压机床6~9轻型汽车5~8起重机7~10载重汽车7~9农业机械8~11动载系数VK表示由于齿轮制造及装配误差造成的不定常传动引起的动载荷或冲击造成的影响。动载系数的实用值应按实践要求确定，考虑到以上确定的精度和轮齿速度，偏于安全考虑，此设计中VK取为1.1。4.齿向载荷分布系数HK是由于齿轮作不对称配置而添加的系数，此设计齿轮对称配置，故HK取1.742。5.一对相互啮合的齿轮当在啮合区有两对或以上齿同时工作时，载荷应分配在这两对或多对齿上。但载荷的分配并不平均，因此引进齿间载荷分配系数HK以解决齿间载荷分配不均的问题。对直齿轮及修形齿轮，取HK=16.弹性系数222121111EEZE单位——21aMP，数值列齿轮材料弹性模量配对齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑料1180001730002020002060007850锻钢162.0181.4188.9189.8铸钢161.4180.5188球墨铸铁156.6173.9灰铸铁143.7各种机器所用齿轮传动的精度等级范围《机械精度设计与检测基础》P201《机械设计》P210VK《机械设计》P1941.1VKHK《机械设计》P1951HK弹性模量《机械设计》P201机械基础综合课程设计设计计算说明书第-7-页