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VICKERS齒輪泵嚙合特性分析及CAD技術(shù)研究 
VICKERS齒輪泵是液壓傳動(dòng)與控制、介質(zhì)輸送、計(jì)量等領(lǐng)域中的重要裝備,具有體積小,重量輕,噪聲低,自吸性好,流量脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于石油化工、航空、船舶、能源等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要領(lǐng)域。但由于內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵齒廓形狀復(fù)雜,加工較為困難,我國(guó)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的研究和開(kāi)發(fā)較為落后。

VICKERS齒輪泵嚙合特性分析及CAD技術(shù)研究
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,一些新的研發(fā)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,作為設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的重要手段,CAD和CAE技術(shù)對(duì)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的研發(fā)起到了很大的推進(jìn)作用。以內(nèi)嚙合少齒差擺線VICKERS齒輪泵為研究對(duì)象,利用嚙合理論、CAD/CAE等技術(shù)對(duì)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的嚙合特性、齒根應(yīng)力影響因素、輪齒齒廓參數(shù)化繪圖等方面進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,而這些工作正是開(kāi)發(fā)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。所做的工作主要有:根據(jù)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的嚙合特點(diǎn),利用嚙合理論推導(dǎo)了擺線輪的齒廓方程,對(duì)嚙合界限、重合度等嚙合特性進(jìn)行了分析,討論了齒根過(guò)渡曲線的構(gòu)造方法,并利用數(shù)值計(jì)算等方法得出理論齒廓各段的有效范圍,完善了內(nèi)嚙合擺線泵的設(shè)計(jì)理論和方法。在對(duì)內(nèi)嚙合擺線齒輪的齒廓方程和齒根過(guò)渡圓弧分析的基礎(chǔ)上,利用Visual Basic語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了泵齒輪齒廓的自動(dòng)生成程序,實(shí)現(xiàn)了完整齒廓的參數(shù)化繪制,所生成的齒廓坐標(biāo)點(diǎn)和三維實(shí)體圖為擺線輪的數(shù)控加工和強(qiáng)度分析打下了基礎(chǔ)。基于內(nèi)嚙合擺線泵輪齒少齒數(shù)、大模數(shù)等特點(diǎn),應(yīng)用SolidWorks和ZRCAE平臺(tái)建立了輪齒的CAE分析模型,分析了齒根圓弧類型、圓角半徑等因素對(duì)輪齒齒根應(yīng)力的影響。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)快速設(shè)計(jì)的有效途徑,當(dāng)前主流的CAD軟件也都實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化功能。但是,由于通用的CAD軟件注重功能的全面性,幾乎涵蓋了制造業(yè)的方方面面,而專業(yè)針對(duì)性差,并不能很好地滿足企業(yè)實(shí)際設(shè)計(jì)的要求,參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)并未真正發(fā)揮出應(yīng)有的效益。所以必須在通用CAD軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)其專業(yè)化、本地化。深入地研究了零件參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,并提出了基于裝配約束的零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,結(jié)合SolidWorks二次開(kāi)發(fā)技術(shù),開(kāi)發(fā)了外嚙合VICKERS齒輪泵參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。對(duì)VICKERS齒輪泵的齒輪、傳動(dòng)軸、軸向間隙、花鍵等零部件進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化,以泵體的體積zui小為目標(biāo)函數(shù),多零件約束為約束條件,建立了外嚙合VICKERS齒輪泵的基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,并運(yùn)用遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解。通過(guò)分析VICKERS齒輪泵各個(gè)零部件的主要參數(shù)與次要參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,建立了關(guān)聯(lián)參數(shù)函數(shù),并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建了VICKERS齒輪泵參數(shù)化特征模型:實(shí)現(xiàn)了零部件參數(shù)化的程序編制。創(chuàng)建了VICKERS齒輪泵裝配體和零部件的數(shù)據(jù)庫(kù),并利用ADO技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理;實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)中各參數(shù)信息的查詢、輸出、修改、刪除和保存等操作。通過(guò)完整的齒輪優(yōu)化程序、參數(shù)化特征建模,大大縮短了VICKERS齒輪泵的設(shè)計(jì)周期,降低了VICKERS齒輪泵的研制成本,這對(duì)VICKERS齒輪泵的研制有積極的幫助。

VICKERS齒輪泵嚙合特性分析及CAD技術(shù)研究
根據(jù)擺線泵的嚙合特點(diǎn),對(duì)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的流量特性進(jìn)行了分析,推導(dǎo)了瞬時(shí)流量的計(jì)算公式,建立了流量脈動(dòng)率的理論計(jì)算模型,提高了設(shè)計(jì)分析精度。在保證VICKERS齒輪泵正常傳動(dòng)、強(qiáng)度、齒形限制等條件下,以泵單位體積的排量zui大等為設(shè)計(jì)目標(biāo),建立擺線泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,并通過(guò)VisualBasic編程,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵幾何參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。