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1、安徽理工大学毕业设计本科毕业设计说明书二惰轮行星齿轮泵设计DESIGN OF THE TWO IDLER PLANETARY GEAR PUMP 学院（部）： 机械工程学院 专业班级： 过控 10-（1） 学生姓名： 万迪迪 指导教师： 栾振辉教授 2014 年 5 月 30 日 二惰轮行星齿轮泵设计摘要行星齿轮泵由于其自身的突出优点，不仅被广泛应用于各类中,高压系统中，而且也大量用作润滑泵和食品，化工等工艺流程的输液泵。因此行星齿轮泵符合液压泵趋向高温，高压，大排量，低噪音，低脉动的发展趋势，所以对行星齿轮泵进行研究和改进是有必要的。本次课题从行星齿轮泵的力学特性，运动特性等方面入手进行研究
2、。并从齿轮泵的齿轮零件入手，建立行星齿轮泵的数学模型，对行星齿轮泵进行优化设计，并且根据优化设计结构，设计行星齿轮泵的样机图纸。文章中对齿轮泵各零部件进行了强度，刚度以及疲劳强度的设计计算，并进行了总体和零件的结构设计。文章还对行星齿轮泵的径向液压力进行了分析，并对泵的总体结构进行了三维建模和运动仿真分析。关键词：齿轮，齿轮泵，强度，径向液压力I 安徽理工大学毕业设计DESIGN OF THE TWO IDLER PLANETARY GEAR PUMP ABSTRACTPlanetary gear pumps due to their own advantage, not only is wi
3、dely used in all kinds of, in high-voltage systems, and are also used as a lubricant pump and food, chemical and other process flow infusion pump. As planetary gear pump in line with the hydraulic pump at high temperature, high pressure, large-capacity, low noise, low ripple trend studies and improv
4、ements to the planetary gear pump is necessary. Mechanical properties of this subject from the planet gear pump, movement characteristics and other aspects of research. And start from the gears of a gear pump parts, the establishment of mathematical models of planetary gear pumps, optimal design of
5、planetary gear pump, and depending on the optimization design of structure design of planetary gear pump prototype drawings.Article on the gear pump parts were all the strength, stiffness and fatigue strength of the design calculations, and the overall design of the structure and components.The arti
6、cle also radial planetary gear pump hydraulic pressure were analyzed, and the overall structure of the pump were three-dimensional modeling and motion simulation analysis.KEYWARDS: gears, gear pump, strength, radial hydraulic pressureII 目录摘要IABSTRACTII1.绪论11.1 液压泵的工作原理11.2 行星齿轮泵的研究现状22.二惰轮行星齿轮泵的基本理论
7、32.1 结构原理32.2 理论流量32.3 变量原理42.4 配流原理43. 二惰轮行星齿轮泵径向液压力分析63.1 中心轮液压力分析63.2惰轮及内齿轮液压力分析74.二惰轮行星齿轮泵的零件设计84.1 齿轮的初选84.2 中心距a及齿轮模数m计算84.3 排量验算94.4 齿轮传动方式选取94.5各齿轮的结构设计94.6 各齿轮强度校核10齿面接触疲劳强度校核10齿根弯曲疲劳强度校核114.7 中心轴的结构设计和电机的选择124.71 中心轴材料选择及最小轴径计算124.72 电动机的选择134.73 中心轴轴径和长度选取134.74 中心轴的强度计算144.8 配流盘的结构设计174.
8、9 中心轴两端轴承和联轴器的选择184.91 轴承的选择184.92 联轴器的选择184.10 联轴器与中心轴上的键的设计194.10.1 联轴器上键的设计194.10.2 中心轴上键的设计194.11 小齿轮与轴的连接方式设计204.11.1配合方式的设计204.11.2 小齿轮的强度校核204.12 小齿轮两端轴承的设计205. 泵壳的设计215.1 外层泵壳的厚度计算215.2泵体结构设计225.3 进出油口的设计22 6 螺栓的设计计算236.1 螺栓的设计计算236.2 垫片的选择247. 密封247.1轴伸出端的密封247.2箱体接合面的密封257.3轴承靠箱体内，外侧的密封25结
9、论26参考文献27 1.绪论1.1 液压泵的工作原理液压泵在日常生活中的应用十分广泛，它是液压系统的核心元件和重要的组成部分。液压泵的形式是多种多样的，其分类更是根据其结构形式或特点，可以分为若干类型，比如齿轮泵，叶片泵，柱塞泵等等。其工作原理也很简单，是依靠密封腔的容积的变化来工作的，以单柱塞泵为例，下图1-1是单柱塞液压泵的工作原理图： 从上述工作过程可以概括出液压泵的基本工作原理：具有可变的匹配密封容积，高低压腔隔开，油液吸入压力不低于大气压。 而行星齿轮泵作为液压泵中较为高效，稳定的一种，在应用上正逐渐变得广泛，未来的发展形势也较好。本课题所设计的二惰轮行星齿轮泵就是较典型的新型液压泵
10、的代表产品。 1.2 行星齿轮泵的研究现状我国对于齿轮泵材料方面的研究较少，世界上比较先进的材料技术有美国福世蓝抗腐蚀，气蚀以及耐磨技术，其材料不但自身具有良好的性能，还可以提高泵效6-7。在国内的齿轮泵研究领域，有众多学者专家，教授都提出了自己的理论，有罗小梅等介绍了新型行星齿轮泵，还有顾洪涛，赵连春，祝海林，韩颜莹等专家均取得了不同的研究成果。普通的齿轮泵普遍存在着较多的问题，比如径向液压力不平衡问题，泄漏问题，易产生困油现象等，而新型行星齿轮泵的研究，可以使得这些问题得到逐步地解决，进而使得齿轮泵的性能，效率大大提高，满足更多的行业要求和更广的应用范围。2.二惰轮行星齿轮泵的基本理论2.
11、1 结构原理 二惰轮行星齿轮泵的结构原理图如下图2-1所示。它主要是由中心齿轮A,两个行星齿轮B，内齿轮C，密封块D,前泵盖，后泵盖以及配流盘组成。 图2-1 二惰轮行星齿轮泵的结构原理图如图所示，当中心齿轮A沿着顺时针方向转动时，惰轮B，内齿轮C则沿着逆时针方向旋转，在第一象限处形成吸油腔；那么在另一侧则形成压油腔。当中心齿轮A旋转方向改变时，吸，排液方向也相对发生改变。密封块D的作用主要是隔离吸液腔，排液腔。出于对齿轮泵的容积效率以及油液的密封性考虑，密封块D的密封长度应当大于两个齿长。由中心齿轮A, 惰轮B构成的外啮合齿轮结构和由惰轮B,外齿轮C构成的内啮合齿轮结构的组合，可以很大程度上提高行星齿轮泵的流量。2.2 理论流量定义一个齿轮的轮齿体积和齿谷体积之和为齿轮泵的理论流量，理论流量是中心轮旋转一周时齿轮泵的几何容积变化量。对于标准齿轮而言，轮齿体积与齿谷体积是一样的，那么所有齿牙体积的和可以近似为。不管惰轮的齿数是否和中心轮齿数相同，当中心轮旋转一周的时候，其惰轮和内齿轮也必然转过个齿数。 故而可表示为： （2-1）式中: N-惰轮个数 B-齿轮宽度，mm; m-齿轮模数,mm;
