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行星齿轮泵理论研究

作　者: 曹多美
导　师: 栾振辉
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 行星齿轮泵流量特性模态分析运动仿真内部泄漏优化设计
分类号: TH325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
引　用: 3次
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内容摘要

行星齿轮泵是基于内外啮合齿轮泵理论和行星轮系理论基础上的新型齿轮泵,既传承了齿轮泵的结构紧凑、体积小、质量轻、工作可靠、价格便宜、对油液杂质不敏感、自吸能力强、维护方便等优点,又解决了流量脉动大、径向力不平衡、噪声大等难题,符合液压泵趋向高压化、大排量的现代设计理念。本文从以下几个方面对行星齿轮泵进行了研究：首先,在综合分析普通齿轮泵的工作特性之后,提出了行星齿轮泵的结构原理；基于啮合点位移及其交变规律的基础上对行星齿轮泵进行分类,并对其流量特性作了比较。其次,利用三维实体软件建立了行星齿轮泵的仿真模型,并对其各结构件进行了模态分析及齿轮运动仿真分析。此外,分析了行星齿轮泵的泄漏环节,提出了泄漏控制措施。为了捕捉行星齿轮泵的内部泄漏流场变化,利用有限元分析软件对其进行了仿真分析。最后,在已知载荷、工作条件并选定材料的基础上,建立了以流量脉动最小和体积最小为双目标的行星齿轮泵的优化数学模型,并利用优化工具箱得出了优化结果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
引言  11-13
1 绪论  13-17
  1.1 齿轮泵的国内外研究现状及发展趋势  13
  1.2 三维实体造型软件及其插件简介  13-15
  1.3 本课题研究的意义  15-16
  1.4 论文的主要研究内容  16-17
2 行星齿轮泵的结构原理及流量特性  17-29
  2.1 齿轮泵概述  17-23
    2.1.1 外啮合齿轮泵的工作原理及流量计算  17-19
    2.1.2 外啮合齿轮泵的结构特点  19-21
    2.1.3 内啮合齿轮泵简介  21-23
  2.2 行星齿轮泵的工作原理及流量计算  23-25
    2.2.1 行星齿轮泵的工作原理  23-24
    2.2.2 行星齿轮泵的排量和流量  24-25
  2.3 行星齿轮泵的流量特性  25-29
    2.3.1 行星齿轮泵的瞬态流量  25-27
    2.3.2 行星齿轮泵的理论流量特性  27-29
3 行星齿轮泵的仿真分析  29-59
  3.1 行星齿轮泵的实体建模  29-31
    3.1.1 齿轮的实体模型  29-31
    3.1.2 行星齿轮泵的主体部分  31
  3.2 行星齿轮泵模态分析  31-49
    3.2.1 行星齿轮泵的模态分析理论  32-34
    3.2.2 模态分析的基本步骤  34-38
    3.2.3 振型的分类  38-40
    3.2.4 行星轮的模态分析  40-45
    3.2.5 太阳轮的模态分析  45-46
    3.2.6 内齿轮的模态分析  46-48
    3.2.7 行星齿轮泵的模态分析  48-49
  3.4 行星齿轮泵的运动仿真  49-59
    3.4.1 为太阳轮添加运动  49-50
    3.4.2 为行星齿轮泵主体模型添加碰撞  50
    3.4.3 行星齿轮泵主体模型运动仿真  50-59
4 行星齿轮泵的泄漏分析研究  59-69
  4.1 行星齿轮泵的泄漏环节  59-63
    4.1.1 径向间隙泄漏  59-61
    4.1.2 轴向间隙泄漏  61-63
    4.1.3 啮合线处泄漏  63
  4.2 行星齿轮泵的内部泄漏流场仿真  63-68
    4.2.1 径向间隙泄漏仿真  63-67
    4.2.2 轴向间隙泄漏仿真  67-68
  4.3 行星齿轮泵泄漏的控制措施  68-69
5 行星齿轮泵的结构优化设计  69-81
  5.1 优化工具箱简介  69-70
  5.2 优化工具箱中多目标优化问题  70-71
  5.3 行星齿轮泵齿轮参数的优化设计  71-74
    5.3.1 确定目标函数及设计变量  71-72
    5.3.2 约束条件  72-73
    5.3.3 利用优化工具箱求解最优值  73-74
  5.4 行星齿轮泵的齿轮变位修正  74-80
    5.4.1 太阳轮与行星轮的参数修正  75-79
    5.4.2 内齿轮的参数修正  79-80
  5.5 小结  80-81
结论  81-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
作者简介及读研期间主要科研成果  88
攻读硕士学位期间发表的论文  88

行星齿轮泵理论研究

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