齿轮泵的研究与三维造型设计 - 毕业设计论文

当传动轴带动外齿轮旋转旋转。吸油腔由于轮齿脱开而吸内啮合齿轮泵 典型的内啮合齿轮泵主要有时，与此相啮合的内齿轮也随着内齿轮、外齿轮及隔板等组成 利用齿和齿圈形成的容积变油，经隔板后，油液进入压油腔，化，完成泵的功能。在轴对称位压油腔由于轮齿啮合而排油 置上布置有吸、排油口。不能变量 尺寸比外啮合式略小，价格比外啮合式略高，径向载荷大 转子旋转时，叶片在离心力 利用插入转子槽内的叶片间和压力油的作用下，尖部紧贴在容积变化，完成泵的作用。在轴定子内表面上。这样两个叶片与对称位置上布置有两组吸油口转子和定子内表面所构成的工和排油口 叶片泵 作容积，先由小到大吸油后再由大到小排油，叶片旋转一周时，完成两次吸油和两次排油 径向载荷小，噪声较低流量脉动小 柱塞泵由缸体与柱塞构成，作容积增大时吸油，工作容积减柱塞泵 小时排油。采用端面配油 径向载荷由缸体外周的大柱塞在缸体内作往复运动，在工轴承所平衡，以限制缸体的倾斜 利用配流盘配流 传动轴只传递转矩、轴径较小。由于存在缸体的倾斜力矩， 制造精度要求较高，否则易损坏配流盘 一根主动螺杆与两根从动线把螺旋槽分割成若干个密封螺杆泵 容积。当螺杆旋转时，这个密封容积沿轴向移动而实现吸油和排油 利用螺杆槽内容积的移动，螺杆相互啮合，三根螺杆的啮合产生泵的作用。 不能变量 无流量脉动 径向载荷较双螺杆式小、尺寸大，质量大

1.5 齿轮泵的结构和原理

齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，一般做成定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，其中以外啮合齿轮泵应用最广。

一、 外啮合齿轮泵的工作原理

图1.1 齿轮泵原理图 图1.2 齿轮泵结构图

上图1.1为外啮合齿轮泵的工作原理图，它由装在壳体内的一对齿轮所组成，齿轮两侧有端盖（图中未示出），壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油腔内。在压油区一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液便被挤出去，从压油腔输送到压力管路中去。在齿轮泵的工作过程中，只要两齿轮的旋转方向不变，其吸、排油腔的位置也就确定不变。这里啮合点处的齿面接触线一直分隔高、低压两腔起着配油作用，因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构，这是它和其它类型容积式液压泵的不同之处。

1.6 本次毕业设计的意义和目的

齿轮泵是液压传动系统中常用的液压元件，在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两大类。外啮合齿轮泵的优点是结构简单、尺寸小、重量轻、制造维护方便、价格低廉、工作可靠、自吸能力强、对油液污染不敏感等。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、铝合金壳体径向“扫膛”工艺，并采用平衡槽以减小齿轮(轴承)的径向不平衡力。目前，这种齿轮泵的额定压力可达2.5Mpa。正因为其诸多特点引起了多人对其进行研究，目前三维设计技术已经达到了一个很高的境界，它能为产品开发人员提供更先进的设计方法和设计手段，具有形象生动、直观明了、快速响应等设计特点，其开发过程很符合设计人员的设计思维。三维开发平台的出现和完善，为增强企业的开发能力、提高设计效率和产品质量，提供了强有力的技术支持。三维开发技术的应用和推广，可谓是传统的机械设计的一次革命。三维立体设计逐步替代传统的二维平面是必然的趋势。目前，市面上可供选择的软件有很多，主要包括高端的Pro／Engineer，I-DEAS，UG，CATIA和中端的Solidworks，SolidEdge等3D设计软件。这些软件的一个共性就是它们都具备了尺寸参数驱动技术以及虚拟装配技术；这些技术一般

都能满足用户设计的各项诸如设计、计算分析、制造、虚拟装配、干涉检查、有限元分析、运动分析等高级CAD的需求。尤其是集设计、工程及制造系统于一体的UG软件，Pro／Engineer是一个典型的模块化集成软件，其功能非常强大，最显著的的特征就是使用参数化的特征造型。根据目前的市场来看，它在我国的CAD/CAM研究所和工厂中得到了广泛地应用，有着越来越广阔的市场。同AutoCAD相比，它的技术特点就是参数化管理，所有的算法都是矢量化的，三维与二维图形元素具有关联性，是目前不可多得的计算机辅助设计软件。

在本次毕业设计中，根据2CY系列齿轮泵中的一种来进行参数设计，然后进行二维工程图绘制，最后应用由美国参数公司PTC开发Pro/Engineer 三维制图软件，完成对齿轮泵的三维造型设计。

第二章 齿轮泵的工作原理及总体结构设计

2.1 齿轮泵的工作原理

图2.1 装配示意图

图2.2 工作原理图

1-压紧螺母2-轴套3-泵体4-垫片5-销6-齿轮轴7-齿轮8-泵盖9-螺钉

这个齿轮泵由泵体3，端盖8，主动齿轮轴6，从动齿轮7等15种零件组成的。泵体3和端盖8之间用6个螺钉9连接，并用两个圆柱销5定位，垫片4起调节间隙和密封作用。齿轮轴6、7两端分别由泵体3和端盖8支承。齿轮轴6装有联轴器，并用压紧螺母1、垫圈拧紧，防止轴向松动。齿轮轴6上装有垫片4，通过垫片4、压紧螺母1压紧，防止油渗出，起密封作用。当动力通过联轴器及平键使齿轮轴6旋转时，其主动齿轮旋转，带动从动齿轮旋转。一对啮合的齿轮旋转，在泵体3上方进油口处产生局部真空，使压力降低，油被吸入，油从齿轮的齿隙被带到下方出油口处。当齿轮连续转动就产生齿轮泵的加压和输油作用。