齿轮泵设计说明书

武汉科技大学本科毕业设计（论文）题目：中高压外啮合齿轮泵设计姓名：专业：学号：指导教师：武汉科技大学机械工程学院二0一三年五月中高压外啮合齿轮泵设计目录摘要..................................................................3Abstract...........................................................................II1绪论.........................................................................11.1研发背景及意义............................................................11.2齿轮泵的工作原理..........................................................21.3齿轮泵的结构特点.........................................................31.4外啮合齿轮泵基本设计思路及关键技术.....................................32外啮合齿轮泵设计................................................................52.1齿轮的设计计算............................................................52.2轴的设计与校核............................................................72.2.1．齿轮泵的径向力.......................................................72.2.2减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施.........................82.2.3轴的设计与校核........................................................82.3卸荷槽尺寸设计计算......................................................112.3.1困油现象的产生及危害.................................................112.3.2消除困油危害的方法...................................................132.3.3卸荷槽尺寸计算.......................................................152.4进、出油口尺寸设计......................................................172.5选轴承....................................................................172.6键的选择与校核...........................................................172.7连接螺栓的选择与校核....................................................182.8泵体壁厚的选择与校核....................................................18总结.........................................................................19致谢.........................................................................20参考文献...................................................................22中高压外啮合齿轮泵设计3摘要外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，且均存在泄漏现象、困油现象以及噪声和振动。减小外啮合齿轮泵的径向力是研究外啮合齿轮泵的一大课题，为减小径向力中高压外啮合齿轮泵多采用的是变位齿轮，并且对轴和轴承的要求较高。为解决泄漏问题，低压外啮合齿轮泵可采用提高加工精度等方法解决，而对于中高压外啮合齿轮泵则需要采取加浮动轴套或弹性侧板的方法解决。困油现象引起齿轮泵强烈的振动和噪声还大大所短外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。关键词：外啮合齿轮泵，变位齿轮，浮动轴套，困油现象，卸荷槽（此毕业设计获得2013届优秀毕业设计荣誉，共有5张零件图，1张装配图，并且有开题报告、外文翻译、答辩稿，答辩ppt，保证让你的毕业设计顺利过关！先找份好的工作，不再为毕业设计而发愁！！！有需要零件图和装配图的同学请联系QQ：994166684）中高压外啮合齿轮泵设计IIAbstractTheexternalgearpumpisacommonlyusedhydraulicpumps,whichrelyonapairofmeshinggearsintoandoutofoilandoilpressuretocomplete,andthereareleakage,thephenomenonoftrappedoilandnoiseandvibration.Reducetheexternalgearpumpoftheradialforceistheexternalgearpumpisamajorissue,inordertoreducetheradialforcemorepressureexternalgearpumpusesavariablegearandtheshaftandbearingsarehigher.Tosolvetheleakageproblem,lowpressuregearpumpandothermethodscanbeusedtosolvehigherprecision,whileforthehigh-pressureexternalgearpumpsareneededtoincreasethefloatingsleeveorelasticsidepanelsofthesolutions.Phenomenoncausedbytrappedoilgearpumpisalsoastrongvibrationandnoiseareconsiderablyshorterservicelifeofexternalgearpumptosolvetheoilproblemistrappedunloadingopeningslot.Keywords：externalgearpump,variablegear,floatingshaft,trappingphenomenon,unloadingtank中高压外啮合齿轮泵设计11绪论1.1研发背景及意义齿轮泵是在工业应用中运用极其广泛的重要装置之一，尤其是在液压传动与控制技术中占有很大的比重，它具有结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、耐污染、使用可靠、寿命较长、制造容易、维修方便、价格便宜等特点〔L一”。但同时齿轮泵也还存在一些不足，如困油现象比较严重、流量和压力脉动较大、径向力不平衡、泄漏大、噪声高及易产生气穴等缺点，这些特性和缺点都直接影响着齿轮泵的质量。随着齿轮泵在高温、高压、大排量、低流量脉动、低噪音等方面发展及应用，对齿轮泵的特性研究及提高齿轮泵的安全和效率已成为国内外深入研究的课题。外啮合齿轮泵是应用最广泛的一种齿轮泵(称为普通齿轮泵)，其设计及生产技术水平也最成熟。多采用三片式结构、浮动轴套轴向间隙自动补偿措施，并采用平槽以减小齿轮(轴承)的径向不平衡力。目前，这种齿轮泵的额定压力可达25MPa。但是,由于这种齿轮泵的齿数较少，导致其流量脉动较大由于齿轮泵在液压传动系统中应用广泛，因此，吸引了大量学者对其进行研究。目前，国内外学者关于齿轮泵的研究主要集中在以下方面：齿轮参数及泵体结构的优化设计；齿轮泵间隙优化及补偿技术；困油冲击及卸荷措施；齿轮泵流量品质研究；齿轮泵的噪声控制技术；轮齿表面涂覆技术；齿轮泵的变量方法研究；齿轮泵的寿命及其影响因素研究；齿轮泵液压力分析及其高压化的途径；水介质齿轮泵基础理论研究。综上所知，对齿轮泵的自主研发和设计对我国尤为重要。特别是在提高其效力和降低噪音和振动方面。随着社会的发展，齿轮泵更广泛的被应用于各种工业，工业自动化程度越来越高，需要达到的精度也越高，市场竞争越来越激烈。这就要求齿轮泵的设计制造在秉承了原有的先进技术之外，要不断攻克新的技术难点。此次研究在达到课题给出的条件要求之外力争改善外啮合齿轮泵的如下难点：（1）高压化；（2）低流量脉动；（3）低噪声；（4）大排量；（5）变排量，为社会工业发展提供性能更强、更稳定的外啮合齿轮泵。本论文针对如何降低外啮合齿轮泵的输出流量脉动和噪声并力求在保持外啮合齿轮泵的结构和工艺在各类液压泵中最简单，在价格、可靠性、寿命、抗污染和自吸能力强的优势上开展了对齿轮泵的工作机理分析与研究。本论文在对外啮合齿轮泵工作原理和流量脉动机理分析的基础上，为外啮合齿轮泵的结构设计奠定基础。在此基础上进中高压外啮合齿轮泵设计2行了外啮合齿轮泵的结构设计，通过建立外啮合齿轮泵齿轮的优化数学模型，优化计算出使输出流量脉动最小的齿轮参数。这对于促进机械装备的技术进步、降低机械装备的制造成本具有十分重要的意义，其应用前景将十分广阔.1.2齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的工作原理图如图1.2所示：图1-2齿轮泵工作原理图由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。齿轮泵是容积式回转泵的一种，其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮（主动轮）固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮（从动轮）装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合（齿与齿啮合前），然后进入压油管排出。齿轮泵的主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻、造价低。但与其他类型泵比较，有效率低、振动大、噪音大和易磨损的缺点。齿轮泵适合于输送黏稠液体。中高压外啮合齿轮泵设计31.3齿轮泵的结构特点齿轮采用具有国际九十年人先进水平的新技术--双圆弧正弦曲线齿型圆弧。它与渐开线齿轮相比，最突出的优点是齿轮啮合过程中齿廓面没有相对滑动，所以齿面无磨损、运转平衡、无困液现象，噪声低、寿命长、效率高。该泵摆脱传统设计的束缚，使得齿轮泵在设计、生产和使用上进入了一个新的领域。泵设有差压式安全阀作为超载保护，安全阀全回流压力为泵额定排出压力1.5倍。也可在允许排出压力范围内根据实际需要另行调整。