齿轮油泵设计及工艺分析.doc
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1、毕业设计(论文)题 目 齿轮油泵设计及工艺分析 专 业 精密机械 班 级 学 号 2 姓 名 指导教师 年 月 日 学生姓名专业班级 联系方式指导老师 指导老师职称 联系方式课题名称齿轮油泵设计和工艺分析课题任务要求一、设计的技术要求(或论文的主要内容):(1)完成齿轮油泵相关技术资料的查阅,收集与课题相关的信息;(2)分析齿轮油泵的工作原理与结构;(3)完成齿轮油泵的装配图和重要零件的零件图;(4)设计齿轮油泵的三维立体图形。(5)按学校要求独立撰写毕业设计论文。二、实施操作的技能要求:1、技能要求:(1)学会查阅技术文献和资料;(2)掌握齿轮油泵的工作原理与结构;(3)熟练运用AUTOCA
2、D进行绘图;(4)熟练运用UG软件进行三维实体建模;(5)掌握撰写论文的方法和能力。2、内容要求(1)完成设计图纸一套(包括装配图一套;零件图2-3张);(2)三维效果图一份;(3)开题报告及论文各一份三、时间安排与要求:2014年9月23日-10月6日 准备阶段 2014年10月7日-11月10日 开题阶段 2014年11月11日-12月8日 课题阶段设计 2014年12月9日-12月29日 论文撰写阶段 2014年12月30日-1月5日 答辩阶段专业组审批意见专业负责人(签字) 年 月 日二级学院审批意见分管院长(签字) 年 月 日指导教师(签字) 年 月 日(此表一式3份,1份上交机电工
3、程学院教学科,1份下达至学生,1份存指导老师处。)齿轮油泵设计摘要 齿轮泵是液压系统中最重要的动力源,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,其主要部件是内部相互啮合的一对齿轮。齿轮油泵主要用于各种机械设备中的润滑系统中输送润滑油,适用于输送粘度为510-61.510-3m2/s (5-1500cSt),温度在300以下的具有润滑性的油料。不锈钢齿轮泵,可输送无润滑性的油料、饮料、低腐蚀性的液体。配用铜齿轮可输送低内点液体,如汽油、苯等。现代机械工程对齿轮泵提出很多新要求,如压强高、排量大、脉动低、噪音低等,所以对齿轮泵的性能分析与改进成为了很重要的课题。本课题以齿轮泵
4、为研究对象,总结了齿轮泵的特点,深入研究了齿轮泵整体结构及其原理,并利用UG三维建模软件对其进行实体建模,依据齿轮油泵的装配图为基础进行完善设计,应用UG进行了总体造型和部分零件的造型测绘及分析,以及使用Autocad2007进行了两个重要齿轮油泵组成零件的绘制,完成了齿轮油泵重要零件的设计,绘制出齿轮油泵的零件图。并对齿轮油泵材料的选择、齿轮的计算、公差配合、粗糙度及其技术条件与原则综合分析。对机械零部件的绘制进行了详细的测绘和说明。关键词:测绘分析 零件设计 齿轮计算 装配图 零件图ar pump designGeAbstract Gear pump is the most importa
5、nt source of power, the hydraulic system is widely used in hydraulic transmission system, therefore, attracted a large number of scholars to study, the main components are internal meshing pair of gears. Gear oil pump is mainly used for all kinds of mechanical equipment of conveying lubricating oil
6、in the lubricating system, suitable for conveying viscosity of 5 x 10-6-1.5 x 10-3 m2 / s (5-1500 CST), the temperature is below 300 with lubrication oil. Stainless steel pump, can transport without lubrication oil, beverage, low corrosive liquid. With copper gear can handle liquid in low point, suc
7、h as gasoline, benzene, etc. Modern mechanical engineering put forward many new requirements of gear pump, such as high pressure, large displacement, low ripple, low noise, so the performance analysis and improvement of the gear pump has become a very important topic. This topic to gear pump as the
8、research object, summarizes the characteristics of gear pump, the further study of the overall structure and the principle of gear pump, and by using UG three-dimensional modeling software for solid modeling, based on the basis of the gear oil pump assembly drawing to perfect the design, has carried
9、 on the overall application of UG modelling and modelling of surveying and mapping and analysis of parts, and use Autocad2007 two important composition parts of gear pump, completed the design of the important parts, gear pump map out the gear oil pump parts. And calculation of the selection of mate
10、rial of gear oil pump, gear, tolerance, roughness and technical conditions, and the principle of comprehensive analysis. The drawing of mechanical parts and instructions of surveying and mappingKeywords: mapping analysis component design gear calculation assembly parts diagram 目录绪论7第一章 齿轮泵的工作原理及三维建模
11、91.1 外啮合液压齿轮泵的工作原理91.2 齿轮泵分类、用途、应用范围91.2.1 齿轮泵的分类91.2.2 齿轮泵的用途及应用范围101.3 齿轮泵的三维建模10第二章 齿轮泵中齿轮的运算公式15第三章 齿轮油泵各组成零件的选材分析163.1材料的选择原则163.2材料的选择方法163.2.1以综合力学性能为主时的选材。163.2.2以疲劳强度为主时的选材。163.2.3以磨损为主时的选材。16第四章 齿轮油泵右端盖工艺分析204.1齿轮油泵右端盖的材料和毛坯204.2右端盖的工艺分析204.2.1零件图工艺分析204.2.2选择加工方案204.3确定加工顺序及加工路线204.4切削用量选
12、择214.5工艺路线的安排中应注意三个问题21第五章 齿轮油泵故障举例225.1油泵内部零件磨损225.2油泵壳体的磨损225.3油封磨损,胶封老化225.4机油泵供油量不足或无油压22第六章 齿轮油泵的维修236.1主动轴与衬套磨损后的修复236.2润滑油泵壳体的修理壳体裂纹的修理236.3主动轴衬套孔与从动轴孔磨损的修理236.4泵壳内腔的修理236.5泵盖的修理23设计小结24致谢25参考文献25绪论1.齿轮泵的研究内容及意义在21世纪,节约能源使我们亘古不变的话题,在工业中也一直提倡能源的节约,动力源是液压系统中最重要的部分,这个动力源也包含齿轮泵,所以我们要对齿轮泵的齿轮优化设计,以
13、达到提高齿轮泵的效率和节约能源的问题,最主要的部件是内部相啮合的一对齿轮,在结构上可分为内啮合齿轮泵和外啮合齿轮泵两大类。由于它具有结构简单、加工方便、体积小、自吸能力强且重量轻等特点,使它在机械、国防、能源、冶金、交通、石化、轻工、食品等领域得到广泛的应用。现在齿轮泵的制造已经很成熟,我们可以对齿廓加已修理,对齿轮泵进行改良设计,所以齿轮的工作原理我们是必须要掌握的,然后利用相关CAD/CAM软件建立计算机实体模型,借助有限元分析法进行详细的受力和变形分析,依据机构运动分析法进行实际的动作仿真,并将根据分析和仿真结果指导该齿轮装置进行修正,结合现代自动控制理论对齿轮装置进行有效的控制,最后尽
14、可能考虑装置和有关零部件的标准化和参数化。优化好齿轮后,效率就能提高,从而可以节约能源。当大家在倡导可持续发展的时候,节约能源就变得越来越重要了。随着技术的不断进步,齿轮泵产品必将向环保、节能、智能化方向发展。2. 齿轮泵国内外的发展概况由于我国工业基础溥弱,齿轮油泵行业起步较慢,但其发展速度比较快。齿轮油泵在发展的过程中,存在相当严重的问题。综合多方面原因,陈列出如下几条:1、国家缺乏对机械基础件齿轮油泵行业有力的政策支持;2、企业基础薄弱:机械基础件行业基础差,底子薄,科技投入少,开发力量薄弱;经由二十余年消化吸收国外提高前辈技术以及自主立异。我国齿轮油泵设备制造行业有了奔腾发展。齿轮油泵
15、的进一步发展得靠多方面的支持,国家政策的支持,科研技术的大量投入,机械基础件工艺行业的提高等等。齿轮油泵行业2010年全国业标准化发展规划,齿轮油泵全国协会提出了全面建设小康社会的宏伟目标,明确了21世纪前20年我国经济建设和改革的主要任务。“十一五”时期,是全面建设小康社会承前启后的关键时期,“十一五”规划,是全面建设小康社会的第一个五年规划。标准作为经济建设和行业发展的技术支撑,是“十一五”规划不可缺少的重要组成部分,是指导生产、实施产业政策、行业规划、规范市场秩序、进行宏观调控和市场准入的重要基础。为此,根据机械科学研究院的要求,特编制“十一五”全国泵行业标准化发展规划。 齿轮油泵行业及
16、其产业基本情况概述1、齿轮油泵行业及其主要产业的内涵和构成齿轮油泵行业主要由生产各类离心油泵、重油煤焦油泵,渣油泵,导热油泵,自吸油泵、输油泵、旋涡泵、回转式容积泵、往复式容积泵和水环真空泵等企业构成。在这些泵类产品中,按台份计,离心泵约占接近70%,回转式容积泵和往复式容积泵约占18%。全国具有一定规模的泵制造厂约有2000家,产品种类约有450个系列,5000多个品种。2002年统计,在这些泵制造厂中,较大的699家泵制造厂共生产2663万台,总产值约为208亿元。这些泵被广泛用于国民经济各部门,基本满足了我国经济发展对泵的需要,其中也包括具备为各种大型成套装置提供配套用泵的能力。据不完全
17、统计,约有21%的电机用于驱动各类泵,在能源中约有近五分之一的能源用于驱动各类泵。在火电和核电业中,泵已成为最重要的辅机,在石化业中泵已成为重要的设备之一,泵在通用机械中已成为最量大面广的产品,已经成为装备制造业重要的装置之一。2、国外齿轮油泵行业及其主要产业发展现状和发展趋势世界泵业一直在不断发展,近几年的增长率平均4.5%左右,2002年泵业产值约270亿美元,约有近万家制造厂,其中10大家泵制造厂的产值约占世界泵业总产值的31%。这10家泵制造厂中,美国4家,德国2家,日本、英国、丹麦、瑞士各1家。世界泵业的发展趋势:(1)竞争和垄断进一步加剧,跨国齿轮油泵业公司的垄断势头进一步加剧。如
18、世界泵业最大的前五家泵制造厂垄断着世界泵业总产值22%。世界泵业中的一些主要制造厂的制造技术已达到相当成熟和完善的水平,其产品有极高的知名度,在特定的领域中有很高的市场占有率;(2)世界齿轮油泵业中泵制造厂家数量会不断减少,自2000年以来,世界泵业已有80起大的合并和收购,通过这种集团化的合作发展战略,不仅可以得到最大的经济规模,还有利于利用原来的商标和知名度,实现持续发展;(3)世界齿轮油泵业会持续发展,预计今后35年中,世界齿轮油泵业将会以每年5.5左右的增长率发展;(4)不断开拓新的市场范围和领域,中国加入WTO后,世界各大泵制造厂都非常关注中国的用泵市场,世界泵业前20家制造厂绝大多
19、数都准备或已经在中国建制造分厂。3、国内泵行业及其主要产业现状和发展趋势泵行业现状:(1)通过执行国家提出的“以市场换技术”合作生产的方式,使我国泵业中具有极高技术水平的关键用泵的技术水平与国外发达国家的同类泵产品水平接近;(2)近几年,齿轮油泵类产品的产值皆以11%12%的速率发展;(3)股份制和民营制造厂在我国泵业中占主导地位;(4)齿轮油泵制造厂都在进行产品结构调整和技术改造,企业都在做强、做大,每年新增泵制造厂的数量明显减少;(5)市场竞争更激烈,齿轮油泵产品中的普通泵供大于求的局面没有改变,单台泵的利润率在逐年降低。由于材料涨价等因素影响,泵制造厂的利润增长率明显降低。发展趋势:(1
20、)由于执行“以市场换技术合作生产”的方式,关键用泵,如:百万级核电用泵、火电用泵、大型输水泵,近几年会快速增长;(2)在经济全球化、市场国际化形势的影响下,对贯彻国际标准和执行国外先进标准的意识会强烈和自觉;(3)随着我国装备制造业的快速发展,我国泵业还会以高出我国机械工业增长速度2-3%的速度持续发展;(4)泵制造厂的合并和联合必然增多,向集团化发展是趋势。今后我国的泵制造厂的数量将逐年减少;(5)我国2002年出口齿轮油泵为4.73亿美元(同年进口泵为7.76亿美元),今后几年出口泵会明显增加,尤其是通用泵的出口量会更快增加。第一章 齿轮泵的工作原理及三维建模1.1 外啮合液压齿轮泵的工作
21、原理 图2.1 外啮合齿轮泵工作原理图图2.1 是外啮合齿轮泵的工作原理图。由图可见,这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。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。1.2 齿轮泵分类、用途、
22、应用范围 1.2.1 齿轮泵的分类按其结构分:齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵;按其压力分:低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵和超高压泵;按其输出流量能否调节分:定量泵和变量泵;按齿轮泵按齿轮啮合形式分:外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵;按工作压力分:低压齿轮泵、中高压齿轮泵、高压齿轮泵;按齿轮采用的齿形分:直齿齿轮泵、螺旋齿齿轮泵、人字齿齿轮泵、摆线齿齿轮泵;按泵工作齿轮对数分:一对齿齿轮泵、多对齿齿轮泵;按泵的结构形式分:单级齿轮泵、多级齿轮泵、双联齿轮泵; 1.2.2 齿轮泵的用途及应用范围齿轮泵利用两齿间空间的变化来输送液体,用于输送粘性较大的液体,如润滑油和燃烧油,不宜输送粘性较低的液体(例如
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