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双联复合齿轮泵的设计与研究

作　者: 王慧敏
导　师: 于红英
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 双联复合齿轮泵流量特性优化设计参数化设计
分类号: TH325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

双联复合齿轮泵是基于复合齿轮泵和双联齿轮泵基础上而设计的一种新型液压动力元件,因此它具有复合齿轮泵排量大、流量均匀性好、传动平稳、噪声小和中心轮径向力平衡的优点,同时又能满足不同功率的需求,对于小功率需求,无需节流,减小能量损耗,实现“一泵双供”的功能。本文为设计和研究双联复合齿轮泵,主要做了以下四个方面的研究:首先,对普通齿轮泵进行分析。介绍外啮合齿轮泵的工作原理并给出其几何排量和瞬态流量公式,分析齿轮泵的结构参数对其流量脉动系数的影响及齿轮泵所受的径向力。其次,研究双联复合齿轮泵的基本结构和工作原理;给出排量和单位体积排量表达式,并分析单位体积排量的影响因素;给出瞬态流量公式,在此基础上,通过推导啮合点位移方程,得出含有个从动轮的复合齿轮泵中心轮取不同齿数时的瞬态流量表达式和流量脉动系数表达式;通过编辑MATLAB语言程序,得出不同情况下的流量特性曲线。再次,以体积最小为优化目标,建立双联复合齿轮泵的优化模型。同时,为避免由于齿轮齿数少而产生根切问题,建立变位系数选择优化模型,并对泵齿轮的变位系数进行优化。最后,对双联复合齿轮泵进行参数化设计。以优化设计所得到的齿轮参数为基准,建立齿轮及轴的三维参数化模型。通过对配流体各油路走向的研究与分析确定各配流体的结构,并建立各配流体的参数化模型。参照齿轮轴以及配流体的尺寸,完成双联复合齿轮泵其他零部件的参数化模型并对各模型进行三维装配。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 课题来源、意义和目的  8-9
  1.2 齿轮泵的研究现状和发展趋势  9-15
    1.2.1 齿轮泵的研究现状  9-13
    1.2.2 齿轮泵的发展趋势  13-14
    1.2.3 齿轮泵流量脉动的研究现状和发展趋势  14-15
  1.3 本文研究的主要内容  15-16
第2章普通齿轮泵的工作原理及特性  16-26
  2.1 齿轮泵概述  16
  2.2 外啮合齿轮泵的基本原理及排量和瞬时流量  16-21
    2.2.1 外啮合齿轮泵的基本原理  16-17
    2.2.2 外啮合齿轮泵的几何排量和瞬时流量  17-21
  2.3 外啮合齿轮泵的结构参数对流量特性的影响  21-22
    2.3.1 流量特性的评价指标  21
    2.3.2 流量脉动系数的影响因素  21-22
  2.4 外啮合齿轮泵的径向力  22-25
    2.4.1 齿轮上的液压力  23-24
    2.4.2 齿轮上的啮合力  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章双联复合齿轮泵的工作原理及流量特性  26-40
  3.1 双联复合齿轮泵的工作原理  26-27
    3.1.1 双联复合齿轮泵的相关定义  26
    3.1.2 双联复合齿轮泵的工作原理  26-27
  3.2 双联复合齿轮泵的流量特性  27-36
    3.2.1 复合齿轮泵的排量及其影响因素  27-29
    3.2.2 复合齿轮泵的瞬态流量  29-30
    3.2.3 复合齿轮泵的流量脉动系数  30-36
  3.3 复合齿轮泵的流量脉动仿真  36-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章双联复合齿轮泵的优化设计  40-54
  4.1 双联复合齿轮泵优化设计的数学模型  40-47
    4.1.1 设计变量  40-41
    4.1.2 目标函数  41-43
    4.1.3 约束条件  43-47
  4.2 优化的程序化实现  47-52
    4.2.1 优化方法的选择  47-48
    4.2.2 VC与LINGO语言混合编程实现优化程序化  48-49
    4.2.3 优化程序实例演示  49-52
  4.3 泵中齿轮变位系数的优化  52-53
    4.3.1 变位系数优化设计的数学模型  52-53
    4.3.2 变位系数的优化设计的程序化实现  53
  4.4 本章小结  53-54
第5章双联复合齿轮泵的三维参数化设计  54-70
  5.1 系统界面设计  54-57
  5.2 齿轮轴的参数化设计  57-63
    5.2.1 齿轮轴几何尺寸计算  57-59
    5.2.2 齿轮轴的参数化实现  59-63
  5.3 配流体的参数化设计  63-68
    5.3.1 各配流体的命名  63
    5.3.2 油液流通路径  63-64
    5.3.3 各配流体的参数化实现  64-68
  5.4 泵盖及前端盖的参数化设计  68
  5.5 双联复合齿轮泵的装配体  68-69
  5.6 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-74
攻读学位期间发表的学术论文  74-76
致谢  76

双联复合齿轮泵的设计与研究

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