類擺線轉(zhuǎn)子泵設(shè)計方法及仿真分析.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?，F(xiàn)有大排量、中壓力的泵存在著諸多不足，對此本課題研發(fā)了一種新型大排量泵。廣義而言，發(fā)動機也屬于流體機械。三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機作為一種新型發(fā)動機，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小的優(yōu)勢。所以基于三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機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)簡單、流量大、揚程高等優(yōu)點?；诖?，本課題主要開展了以下研究工作：
　?、僭O(shè)計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)子和缸體型線的運動軌跡，分析了流量和流量脈動率變化規(guī)律；并對運動構(gòu)件如轉(zhuǎn)子、軸、密封片進行了力學(xué)分析。
　　②類擺線轉(zhuǎn)子泵的優(yōu)化設(shè)計：以單位質(zhì)量流量最大為目標，建立目標函數(shù)方程并確定了相對應(yīng)的設(shè)計參數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求推導(dǎo)約束函數(shù)，如流量、尺寸、強度等；建立了參數(shù)設(shè)計方程。采用MATLAB優(yōu)化工具箱，分析得出了泵的設(shè)計參數(shù)。然后建立了泵外殼的優(yōu)化模型和設(shè)計變量。在

3、此基礎(chǔ)上，分析了泵外殼的固有振型，對影響設(shè)計精度的固有頻率、最大強度及軸心變形量進行約束，確定約束函數(shù)，仿真分析得出了泵外殼的最佳厚度，實現(xiàn)了泵的輕量化設(shè)計。
　?、酆诵膫鲃硬考挠邢拊治觯夯趶椥粤W(xué)理論，建立了軸、轉(zhuǎn)子有限元模型，結(jié)合實際工況，進行了靜力學(xué)分析。對不同模數(shù)的齒輪受載情況進行了動態(tài)嚙合分析，研究了模數(shù)與齒輪最大應(yīng)力及傳動誤差的關(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)力及傳動誤差的變化規(guī)律。

4、>　?、鼙脙?nèi)部的流場研究：基于流體力學(xué)理論，建立了泵的二維動網(wǎng)格湍流模型。分析了在額定工況下，內(nèi)部壓力場及速度場分布情況。細化轉(zhuǎn)子與缸體的間隙處網(wǎng)格，模擬計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整機的測試：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。完成了樣機的裝配并設(shè)計搭建了試驗臺,試驗研究了轉(zhuǎn)速和