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1、太原工业学院毕业设计毕业设计液压泵的结构设计及工作过程仿真学生姓名： 学号： 系 部： 机械工程系 专 业： 机械电子工程 指导教师： 二零一五年 六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 液压泵的结构设计及工作过程仿真 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 学生： 指导教师（含职称）： （副教授） 1课题意义及目标 液压泵是液压回路中提供动力的关键液压元件，也是液压系统的核心。通过本次毕业设计学生应该深入了解液压泵的结构、功用和工作原理。综合运
2、用所学过的基础理论知识，制造包括结构设计和工作过程仿真，为学生在毕业后从事机械方面的工作提供帮助。2主要任务（1）液压泵的三维造型设计；（2）液压泵的工作过程仿真；（3）绘制液压泵的结构图；（4）编写设计说明书。3主要参考资料1赵娅. 液压泵的本体设计J.水利电力机械.2007(02）2黄旭伟，徐文琴.液压泵的设计和运行J.机械制造与自动化.2006(05）3吴振顺.液压系统仿真与 CADM.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2000 .115祝凌云,李斌.Pro/E运动学仿真和有限元分析M.北京:人民邮电出版社,2004.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，了解研究目的意义，完成开
3、题报告2014.10.312014.11.142完成液压泵的结构设计2014.11.152015.3.273模拟液压泵的工作仿真，完成中期报告2015.3.282015.4.154编写设计说明书2015.4.162015.5.155撰写毕业论文，准备答辩2015.5.162015.6.10审核人： 2014 年 12 月 30 日I液压泵的结构设计及其工作过程仿真摘 要：液压泵是液压设备中的最主要的动力元件，它对整个液压装置的工作能力起着决定性作用，而且随着科技的发展液压泵的应用范围越来越广泛。通过查阅有关资料，运用所学理论知识，本论文完成了齿轮泵和叶片泵的结构设计。运用Pro/E完成了三维实
4、体图形，并对泵的工作过程进行模拟仿真。关键词：齿轮泵，叶片泵，Pro/E，仿真Structure design of hydraulic pump and its working process simulationAbstract：Hydraulic pump is the most important power element in hydraulic equipment.It plays a decisive role in the working ability of the whole hydraulic device.And with the development of tec
5、hnology, the application of hydraulic pump is becoming more and more extensive.Access to relevant information and use of theoretical knowledge.I have accomplished the structure design of the gear pump and the vane pump.Use Pro/E to complete the three-dimensional physical graphics.And the simulation
6、of the working process of the pump is carried out.Keywords: Gear pump,Vane pump,Pro/E,SimulationI目 录1 前言11.1 液压装置介绍12 齿轮泵的结构设计12.1 齿轮泵的工作原理12.2 技术参数22.3 齿轮的设计和校核22.3.1 齿轮主要参数的确定22.3.2 齿轮的校核42.4 轴的设计和强度计算82.5 泵体和泵盖的设计102.6 连接螺栓的选择与校核112.7 齿轮泵的密封122.8 挡圈的选择123 叶片泵的结构设计123.1 单作用叶片泵的工作原理133.2 技术参数143.3
7、参数的计算143.3.1 转子直径d、定子内径D及最大偏心的确定143.3.2 流量计算143.3.3 功率计算153.3.4 扭矩计算153.4 转子的设计163.5 叶片的设计183.6 定子的设计203.7 配油盘的设计213.8 轴的结构设计233.10 泵体的设计263.11 盖板的设计273.12 主要标准件的选用28I3.13 螺钉选择293.14 螺栓的选择303.15 键的选择303.16 圆锥销的选择304 液压泵的工作过程仿真314.1 模拟仿真软件的选用314.2 对Pro/E软件界面的认识314.3 对泵的零件进行三维建模314.3.1 泵盖的三维实体设计步骤314.
8、3.2 齿轮轴的三维实体设计步骤324.4 齿轮泵的装配流程图364.5 工作过程仿真375 结 论38参考文献39致 谢40I1 前言1.1 液压装置介绍液压泵是液压设备中的最主要的动力元件，它决定着整个液压装置的工作能力。液压装置中，液压泵的主要功能是将电动机和内燃机等原动机的机械能转换成液体的压力能，向装置提供压力油并驱动装置工作。液压装置主要由能源装置部分-把机械能转换成流体的压力能的装置，一般指的就是液压泵了；执行装置部分-把流体的压力转换成机械能的装置，一般指的是液压缸和液压马达；控制调节装置部分-对液压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节不装置部分，如溢流阀、节流阀、换
9、向阀等；辅助装置部分除了上面的3项以外，如油箱、过滤器、蓄能器等；传动介质传-递能量的介质本次设计主要是对能源装置部分进行设计，即液压泵。在液压传动与控制中使用最多的液压泵主要有齿轮式、叶片式和柱塞式三大类型。本次设计主要是对齿轮泵和叶片泵的设计。22 齿轮泵的结构设计2.1 齿轮泵的工作原理 外啮合齿轮泵的工作原理如图2.1所示：图2.1齿轮泵工作原理图齿轮泵其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，主动轮固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮（从动轮）装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合
10、（齿与齿啮合前），然后进入压油管排出。 齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，他一般做成定量泵，按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，而外啮合齿轮泵应用最广泛。齿轮泵一般用于低压大流量的系统，具有良好补偿措施的中小排量的齿轮泵的最高压力可达到25Ma以上。齿轮泵的主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻、造价低。但与其他类型泵比较，有效率低、振动大、噪音大和易磨损的缺点。齿轮泵适合于输送黏稠液体。2.2 技术参数齿轮泵的术参数为：理论排量：额定压力：额定转速:容积效率:90%2.3 齿轮的设计和校核2.3.1 齿轮主要参数的确定根据液压泵的设计要求从流量、压力脉动、机械效率等各方面综合
11、考虑。从泵的流量方面来看，在齿轮分度圆不变的情况下，齿数越少，模数越大，泵的流量就越大。从泵的性能看，齿数减少后，对改善困油及提高机械效率有利，但使泵的流量及压力脉动增加。目前齿轮泵的齿数Z一般为。对于低压齿轮泵，由于应用在机床方面较多，要求流量脉动小，因此低压齿轮泵齿数Z一般为。齿数的低压齿轮泵，由于根切较小，一般不进行修正，所以本次设计Z取。 齿轮泵的流量与齿宽成正比。增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与泵体及盖板间的摩擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例地增加，因此，齿宽较大时，液压泵的总效率较高.一般来说，齿宽与齿顶圆尺寸之比的选取范围为0.20.8，8即： Da齿顶圆尺寸（mm）
12、理论流量，实际流量理论排量，当知道齿轮的模数m、齿数z和齿宽B时则，= 实际中齿间槽的容积比齿轮的体积要考虑，所以通常 由此确定m=3 根据几何化法与机械制图12表12-2得齿轮的各部尺寸：（1）模数（2）齿数（3）齿宽（4）理论中心距（5）实际中心距（6）齿顶圆直径 （7）基圆直径（8）基圆节距（9）齿侧间隙（10）啮合角（11）齿顶高（12）齿根高（13）全齿高（14）齿根圆直径（15）径向间隙（16）齿顶压力角 （17）分度圆弧齿厚（18）齿厚s （19）齿轮啮合的重叠系数（20）公法线跨齿数（21）公法线长度（此处按侧隙 计算）2.3.2 齿轮的校核此设计中齿轮材料选40Cr，调质后表面淬火10（1).用系数表示齿轮的工作环境对其造成的影响，使用系数的确定：表2.1 使用系数原动机工作特性工作机工作特性均匀平稳轻微振动中等振动强烈振动均匀平稳1.001.251.501.75轻微振动1.101.351.601.85中等振动强烈振动齿轮泵属于轻微振动的机械系统所以按上表中可查得可取为。（2).齿轮精度的确定齿轮精度此处取7表2.2各种机器所用齿轮传动的精度等级范围机器名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3 6拖拉机6 10金属切削机床3 8通用减速器6 9航空发动机4 8锻压机床6 9轻型汽车5
