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三型行星齿轮流量计的有限元研究

作　者: 王冬
导　师: 张军
学　校: 安徽理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 三型行星齿轮流量计流量特性模态分析有限元分析
分类号: TH814
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 70次
引　用: 4次
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内容摘要

基于普通齿轮式流量计流量脉动大、径向力不平衡、流量均匀性差、噪声大、适合于液压系统高压侧流量测量的问题,本课题组通过多年对平衡式复合齿轮流量计的理论研究发现,三型行星齿轮流量计对被测液压系统流量脉动的影响很小,它和间接测量方法相比,测量精度高,测得结果可靠,对测试环境和条件没有特殊要求,适应性强,解决了目前我国容积式流量计不能用于测量高压液压系统动态流量的问题。本文首先对内、外啮合齿轮的瞬时流量进行了分析,并推导出三型行星齿轮流量计瞬时流量的计算公式。根据对三型行星齿轮流量计的啮合点位移规律,比较了四种情况下流量计的流量脉动,确定了该流量计的结构参数。其次,利用三维CAD软件SolidWorks建立了三型行星齿轮流量计的实体模型。并对流量计实际工况下的受力情况进行了分析,考虑到转动惯量对流量计动态性能的影响,积极试验了新材料尼龙,并利用有限元分析验证了尼龙应用于三型行星齿轮流量计的可行性;对流量计中内齿轮的结构进行了优化,为今后流量计结构的改善提供了基础;对三型行星齿轮流量计进行了模态分析,得到了流量计在不同频率下的振型。最后结合理论分析及有限元结果,对三型行星齿轮流量计性能进行了试验验证,得到了流量计的压力降与流量及负载的关系及压力脉动曲线;对流量计的仪表系数进行了标定,证明了流量计实际应用的可行性;对流量计的动态性能进行了试验设计。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-16
引言  16-17
1 文献综述  17-24
  1.1 流量计的测量特性及其精度  17-18
  1.2 流量计国内外研究状况  18-19
  1.3 有限元的发展及基本思想  19-21
    1.3.1 有限元法的发展  19
    1.3.2 有限元法的基本思想  19-21
  1.4 液压领域中流量测量的要求  21-22
  1.5 对未来动态流量测量技术发展的展望  22-24
2 三型行星齿轮流量计的流量特性分析  24-36
  2.1 三型行星齿轮流量计的结构原理及特点  24-25
  2.2 三型行星齿轮流量计的排量  25-26
  2.3 三型行星齿轮流量计的瞬时流量特性  26-33
    2.3.1 外啮合齿轮流量计的瞬时流量  26-30
    2.3.2 内啮合齿轮流量计的瞬时流量  30-33
    2.3.3 三型行星齿轮流量计的瞬时流量  33
  2.4 理论流量特性分析  33-34
  2.5 本章小结  34-36
3 三型行星齿轮流量计的模态分析  36-52
  3.1 模态分析的定义  36
  3.2 模态分析的发展及应用  36-37
  3.3 模态分析的分类  37
  3.4 模态参数识别方法  37-38
  3.5 三型行星齿轮流量计的模态分析理论  38-40
  3.6 三型行星齿轮流量计的模态分析  40-51
    3.6.1 径向轮的模态分析  40-47
    3.6.2 中心齿轮的模态分析  47
    3.6.3 内齿轮模态分析  47-49
    3.6.4 三型行星齿轮流量计的模态分析  49-51
    3.6.5 结论  51
  3.7 本章小节  51-52
4 三型行星齿轮流量计的有限元分析  52-68
  4.1 SOLIDWORKS 及其插件简介  52-53
  4.2 三型行星齿轮流量计的实体建模  53-57
    4.2.1 生成中心齿轮渐开线齿廓  53-54
    4.2.2 生成齿轮实体  54-56
    4.2.3 其它零件的实体建模和装配  56-57
  4.3 三型行星齿轮流量计的静力分析  57-63
  4.4 尼龙材料的性能分析  63-65
    4.4.1 MC 尼龙简介  63
    4.4.2 尼龙材料的有限元分析  63-65
  4.5 内齿轮的优化设计  65-67
  4.6 本章小结  67-68
5 三型行星齿轮流量计性能试验  68-87
  5.1 液压试验台简介  68-69
  5.2 流量计进出口压差测试  69-75
    5.2.1 试验样机结构参数  69-72
    5.2.2 流量计特性试验原理  72
    5.2.3 试验装置及连线  72-74
    5.2.4 试验数据分析  74-75
  5.3 流量计流量脉动试验  75-77
  5.4 流量计仪表系数标定  77-81
    5.4.1 流量计检测原理  77-78
    5.4.2 流量测量系统硬件设计  78-79
    5.4.3 试验结果分析  79-81
  5.5 流量计动态特性试验  81-86
    5.5.1 流量计动态特性试验原理  81-83
    5.5.2 动态液压缸试验台原理图  83-84
    5.5.3 试验设备接线说明  84-86
  5.6 本章小结  86-87
结论  87-88
参考文献  88-94
致谢  94-95
作者简介及读研期间主要科研成果  95-96

三型行星齿轮流量计的有限元研究

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