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内啮合齿轮泵浮动侧板的结构分析与设计

作　者: 朱佳斌
导　师: 杨国来
学　校: 兰州理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 内啮合齿轮泵浮动侧板困油阻尼孔降噪预升压槽
分类号: TH325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

内啮合齿轮泵具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、噪音低、易得到高压的特点,在一些场合具有不可替代的作用,具有广阔的发展前景。浮动侧板是内啮合齿轮泵中的核心部件之一,对泵的寿命和容积效率有重要的影响。浮动侧板在泵中即受到齿轮端面与半月板所围成的压油腔内压力油的作用,又受到浮动侧板背压室内压力油的作用,以此来补偿齿轮泵的端面泄漏。并且浮动侧板还具有消除困油和使齿间油液缓变升压的作用。因此,对浮动侧板缓冲槽、预升压槽和背压腔进出油孔的分析和设计是很必要的。本文旨在设计并优化浮动侧板上缓冲槽、预升压槽、背压腔的进油孔和出油孔结构的作用和尺寸,使内啮合齿轮泵运行时得到更高的工作压力和容积效率,使噪声更低,工作更平稳。缓冲槽既可以减轻高速流动的油液对板侧壁的冲击,又可以使油液的动能转换为压力能,对齿间低压油液进行少量的预升压；三角槽可以使低压油在尽量多的时间内进行缓慢升压,以达到降低压力冲击的目的；背压腔进油孔的位置设置在齿轮的啮合区,这个区域既是泵的高压区,又是高压困油产生的地方,因此,这个孔既起到把高压油引入背压腔的作用,又起到增大高压油变化体积的作用,达到了减少困油的目的；背压腔出油孔位置和形状上的设计目的是使齿轮啮出时产生的负压困影响得到减弱；同时,出油孔位置和形状还要兼顾到齿轮齿在分开过程中进行的预减压,齿间被齿轮隔绝的压力油体积增大,压力减小,理论上应在压力正好等于低压腔压力油压力时再与低压腔相通,以使整个接通过程冲击尽量小；出油孔压力变化时会影响到背压腔的压力变化。为了尽量使背压腔压力波动随着高压腔压力变化而变化而不受出油孔压力变化的影响,本文把背压腔出油孔的位置设计成了阻尼孔。本文用Pro/E软件建立了浮动侧板上3种结构的三维模型,用Gambit软件对模型划分网格和边界条件设置,粘性模型选择k-ε湍流模型,用Fluent软件对这些模型的流场进行仿真。通过仿真得到了结构对流场影响的相关数据。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
插图索引  9-12
附表索引  12-13
第一章绪论  13-21
  1.1 液压泵概述  13-15
  1.2 齿轮泵的分类  15-16
    1.2.1 按齿轮的啮合形式分类  15
    1.2.2 按齿形曲线分类  15
    1.2.3 按齿面形式分类  15-16
    1.2.4 按啮合齿轮的个数分类  16
    1.2.5 按级数分类  16
  1.3 齿轮泵的研究现状  16-18
  1.4 齿轮泵的发展趋势  18-19
  1.5 本课题的研究内容和方法  19-21
第二章内啮合齿轮泵的工作原理及结构  21-32
  2.1 内啮合齿轮泵的分类  21-23
  2.2 内啮合齿轮泵的性能特点  23-24
  2.3 内啮合齿轮泵的工作原理  24
  2.4 内啮合齿轮泵的结构分析  24-31
    2.4.1 泵体  26-27
    2.4.2 泵盖  27-28
    2.4.3 支承块  28-29
    2.4.4 小齿轮和内齿环  29-31
    2.4.5 连接法兰  31
  2.5 本章小结  31-32
第三章浮动侧板  32-36
  3.1 浮动侧板材料  32
  3.2 浮动侧板轴向间隙补偿原理  32-33
  3.3 浮动侧板的结构分析  33-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章对浮动侧板缓冲槽的分析和设计  36-42
  4.1 齿轮泵浮动侧板上缓冲槽的工作原理  36
  4.2 缓冲槽的设计  36-41
    4.2.1 仿真假设  36-37
    4.2.2 无缓冲槽结构的仿真  37-39
    4.2.3 有缓冲槽结构的仿真  39-41
  4.3 本章小结  41-42
第五章对浮动侧板预升压槽的分析和设计  42-51
  5.1 三角形节流槽在浮动侧板上的工作原理  42-46
    5.1.1 三角形节流槽的性质  42-44
    5.1.2 三角槽和预升压孔  44-45
    5.1.3 孔槽结合结构  45
    5.1.4 最小稳定流量  45
    5.1.5 最低压验证  45-46
  5.2 三角槽在浮动侧板上的仿真研究  46-49
    5.2.1 模型参数的选择  46
    5.2.2 无预升压槽结构的仿真及讨论  46-48
    5.2.3 有预升压槽结构的仿真及讨论  48-49
  5.3 本章小结  49-51
第六章对浮动侧板背压腔进油孔出油孔的分析设计  51-64
  6.1 齿轮泵浮动侧板上的阻尼孔  51
  6.2 内啮合齿轮泵的困油问题  51-53
    6.2.1 高压困油  51-52
    6.2.2 负压困油与空蚀  52-53
  6.3 背压腔进油孔在浮动侧板上的位置及直径大小  53-54
    6.3.1 小齿轮和内齿环的参数  53
    6.3.2 进油孔的位置及直径大小  53-54
  6.4 背压腔出油孔在浮动侧板上的位置及直径大小  54-63
    6.4.1 出油孔在浮动侧板上的位置讨论  54-55
    6.4.2 出油孔在浮动侧板上的直径讨论  55-61
    6.4.3 出油孔沉槽在浮动侧板上的结构讨论  61-63
  6.5 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  70

内啮合齿轮泵浮动侧板的结构分析与设计

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