類擺線轉(zhuǎn)子泵設(shè)計(jì)方法及仿真分析.pdf

1、泵作為工業(yè)的心臟，廣泛用于礦業(yè)、航空航天、船舶制造業(yè)、電力部門等領(lǐng)域。現(xiàn)有大排量、中壓力的泵存在著諸多不足，對(duì)此本課題研發(fā)了一種新型大排量泵。廣義而言，發(fā)動(dòng)機(jī)也屬于流體機(jī)械。三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)作為一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小的優(yōu)勢(shì)。所以基于三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)可以衍生研制出類擺線轉(zhuǎn)子泵，這種新型轉(zhuǎn)子泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流量大、揚(yáng)程高等優(yōu)點(diǎn)。基于此，本課題主要開展了以下研究工作：
　　①設(shè)計(jì)方法的建立及理論分析：剖析闡釋了類擺線轉(zhuǎn)子泵的工

2、作原理及結(jié)構(gòu)；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用微積分法，推導(dǎo)了缸體和轉(zhuǎn)子型線方程。結(jié)合轉(zhuǎn)子和缸體型線的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析了流量和流量脈動(dòng)率變化規(guī)律；并對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件如轉(zhuǎn)子、軸、密封片進(jìn)行了力學(xué)分析。
　?、陬悢[線轉(zhuǎn)子泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)：以單位質(zhì)量流量最大為目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)方程并確定了相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求推導(dǎo)約束函數(shù)，如流量、尺寸、強(qiáng)度等；建立了參數(shù)設(shè)計(jì)方程。采用MATLAB優(yōu)化工具箱，分析得出了泵的設(shè)計(jì)參數(shù)。然后建立了泵外殼的優(yōu)化模型和設(shè)計(jì)變量。在

3、此基礎(chǔ)上，分析了泵外殼的固有振型，對(duì)影響設(shè)計(jì)精度的固有頻率、最大強(qiáng)度及軸心變形量進(jìn)行約束，確定約束函數(shù)，仿真分析得出了泵外殼的最佳厚度，實(shí)現(xiàn)了泵的輕量化設(shè)計(jì)。
　　③核心傳動(dòng)部件的有限元分析：基于彈性力學(xué)理論，建立了軸、轉(zhuǎn)子有限元模型，結(jié)合實(shí)際工況，進(jìn)行了靜力學(xué)分析。對(duì)不同模數(shù)的齒輪受載情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)嚙合分析，研究了模數(shù)與齒輪最大應(yīng)力及傳動(dòng)誤差的關(guān)系?；诜治龅贸龅淖罴妖X輪模數(shù)，分析了變位系數(shù)與最大應(yīng)力及傳動(dòng)誤差的變化規(guī)律。

4、>　　④泵內(nèi)部的流場(chǎng)研究：基于流體力學(xué)理論，建立了泵的二維動(dòng)網(wǎng)格湍流模型。分析了在額定工況下，內(nèi)部壓力場(chǎng)及速度場(chǎng)分布情況。細(xì)化轉(zhuǎn)子與缸體的間隙處網(wǎng)格，模擬計(jì)算了間隙與流量特性的變化關(guān)系。研究了輸送不同介質(zhì)的流動(dòng)特性的差異，如水、汽油及柴油。在不同轉(zhuǎn)速、壓力工況下，分析了泵性能的變化情況。
　?、莺诵牧慵募庸づc整機(jī)的測(cè)試：闡述了核心零件的加工方法和加工工藝，如缸體、轉(zhuǎn)子、齒輪等。完成了樣機(jī)的裝配并設(shè)計(jì)搭建了試驗(yàn)臺(tái),試驗(yàn)研究了轉(zhuǎn)速和