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1、 毕业设计（论文） 2016 届 机械工程及自动化 专业 题 目： 外啮合齿轮泵的设计学生姓名： 班级学号：指导教师： 职 称：所在系（教研室）：摘 要 外啮合齿轮泵主要由主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖和安全阀等组成。泵体、泵盖和齿轮构成的密封空间就是齿轮泵的工作室。两个齿轮的轮轴分别装在两泵盖上的轴承孔内，主动齿轮轴伸出泵体，由电动机带动旋转。外啮合齿轮泵结构简单、重量轻、造价低、工作可靠、应用范围广。 近期对机械行业中外啮合齿轮泵的使用情况进行了调查，发现在机械行业中外啮合齿轮泵的使用非常广泛。自然而然它们的安装和制造的要求也有一定的要求。传统的钻泥浆泵的传动效率不高，维修困难。所以设计一
2、个专用的外啮合齿轮泵势在必行。本次的毕业设计课题的是外啮合齿轮泵的设计。本文介绍了外啮合齿轮泵的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该外啮合齿轮泵的优点是高效，经济，并且安全系数高，运行平稳。本次设计在某种程度上大大提升了该设备在国内外的竞争力，体现了机械工业重要性这一核心价值。关键词：外啮合齿轮泵；齿轮；效率；高效Abstract External gear pump mainly consists of driving gear, driven gear, pump body, pump cover and safety valve and so on.
3、 The pump body, pump cover and the gear form the seal space is the gear pumps studio. The two gear wheels are respectively arranged in the bearing hole of the two pump cover, and the driving gear shaft extends out of the pump body and is driven by the motor to rotate. The external gear pump has the
4、advantages of simple structure, light weight, low cost, reliable operation and wide application range. Recently, the use of Chinese and foreign gear pumps in the machinery industry has been investigated, found in the mechanical industry, the use of Chinese and foreign meshing gear pump is very wide.
5、 Naturally their installation and manufacturing requirements also have a certain requirement. Traditional drilling mud pump transmission efficiency is not high, maintenance difficulties. Therefore, it is necessary to design a special external gear pump. The graduation design topic is the design of e
6、xternal gear pump. Outer engaged gear pump structure, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check are introduced in this paper, the advantages of the outer engaged gear pump is efficient, economic, and high safety factor, smooth operation. This desi
7、gn to a certain extent greatly enhance the competitiveness of the equipment at home and abroad, reflecting the importance of the core value of the mechanical industry. 关键词：外啮合齿轮泵；齿轮；效率；高效Key words: external gear pump; gear; efficiency; high efficiency 目 录摘要1Abstract2第一章 绪论4 1.1 课题的来源与研究的目的和意义5 1.2 外
8、啮合齿轮泵的发展现状6第二章 外啮合齿轮泵总体结构的设计7 2.1 外啮合齿轮泵的总体方案图8 2.2 外啮合齿轮泵的工作原理9第三章 机械传动部分的设计计算10 3.1电机的选型计算11 3.2齿轮传动的设计计算11 3.3传动轴的设计计算11第四章 各主要零部件强度的校核18 4.1轴承强度的校核与计算18 4.2齿轮强度的校核计算20第五章 外啮合齿轮泵中主要零件的三维建模24 5.1前盖的三维建模26 5.2后盖的三维建模28 5.3传动齿轮的三维建模25 5.4外啮合齿轮泵的三维建模26结论28致谢29参考文献30第一章绪论1.1课题的来源与研究的目的和意义由于机械工程的知识总量已经
9、远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼
10、睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同
11、的是，智能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必
12、不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括
13、社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。1.2 外啮合齿轮泵的发展现状 当今社会，随着机械工业的蓬勃发展，各行各业的机械设备也在不断地更新，不断地完善，外啮合齿轮泵同样在发展着，传统的外啮合齿轮泵劳动效率低，生产效率低下，不适合现代化工业大生产的需要。1.我国泥浆泵的现状 轻便外啮合齿轮泵功率在 955kW 以下，主要配套于 4000m 以下钻机，因此，轻便 外啮合齿轮泵的市场前景基本依从于 4000m 以下钻机的使用现状和发展。根据 2000 年 的统计，中国拥有钻机 1000 余台，占世界钻机总量的 32%，其中，中石油集团 公司拥有 702 台，因此
14、，中石油集团公司的钻机的情况基本反映了国内钻机的现 状。在中国石油集团公司拥有的 702 台钻机中，4000m 以下的钻机占总量的 80%。 平均新度系数仅为 0.4，其中 48%的钻机新度系数小于 0.3,有 500 台左右的钻机 服役 10 年以上，期待更新。 国内生产外啮合齿轮泵的企业主要有:宝鸡石油机械厂、兰州石油机械厂等，但由 于各自产品为多年前开发，结构不尽合理，难以满足现代钻井工艺要求。目前 ， 三缸单作用往复式外啮合齿轮泵存在以下主要问题。 (1) 外啮合齿轮泵质量大，难以适应现代轻便钻机的要求，制约着钻机的移运性。 (2) 冲程短，冲次高外啮合齿轮泵在不适合的冲次范围内工作，
15、致使液力端寿命短。 (3 )泵压偏低，不能完全满足现代钻井工艺的需要。 (4) 结构不合理，部分强度冗余，部分刚度不足，可靠性低，难以满足钻机高可 靠性要求。 (5) 缸套寿命短，难以满足钻机高效率要求。 美国外啮合齿轮泵大量采用三缸单作用泵，其结构特点：泵的液力端、阀箱采用 L 型，阀箱的吸入阀和排出阀为分体结构，吸入阀采用螺纹压紧，其壳体与阀箱螺 纹连接，球形吸入空气包。泵机座多为焊接结构，小齿轮用键固定在传动轴上， 大齿轮套安装在曲轴上。曲轴采用直轴与偏心轮一起铸造的结构。轴承采用双列 向心球面调心轴承。十字头滑动面经表面淬火磨削。齿轮采用斜齿或无槽人字齿 轮。为了加强易损件的互换，阀腔和活塞杆制定了相应的标准。随机辅助工具齐 全，有阀座液压拉拔器液压拆卸器、缸套拆卸器等。 俄罗斯三缸单作用外啮合齿轮泵的结构特点：俄罗斯三缸泵的液力端，阀箱采用I形直通式和L形，阀箱的吸入阀和排出阀不是分体结构，而是一体式液力模块。L 形阀箱又有吸入阀在前、排出阀在后的常规型和吸入阀在后、排出阀在前的变L 形结构。 动力端机座有铸件和焊接件，传动采用小螺旋角斜齿轮传动和宽槽人字齿 轮。曲轴是由铸造的偏
