高壓螺旋轉(zhuǎn)子泵及其復(fù)雜刀具設(shè)計系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、齒輪泵作為一種能量轉(zhuǎn)換裝置在國民經(jīng)濟(jì)中起著不可替代的作用。隨著社會的發(fā)展,人們對環(huán)保意識和能源危機的概念越來越強。傳統(tǒng)齒輪泵的低壓、流量脈動大、噪聲大、效率低等問題越來越突出。國外高壓螺旋轉(zhuǎn)子泵的出現(xiàn)給齒輪泵提供了一個新的發(fā)展方向。高壓螺旋轉(zhuǎn)子泵不僅繼承了傳統(tǒng)齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點,而且擁有高壓、流量脈動小、低噪聲等優(yōu)點。然而國內(nèi)對高壓螺旋轉(zhuǎn)子泵的理論研究處于起步階段,缺乏一套完善的理論體系。本文就是以高壓螺旋轉(zhuǎn)子泵為研究對象,建立一套高

2、壓螺旋轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計原則、嚙合特性的分析、泵性能特性的分析、泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計、轉(zhuǎn)子制造加工技術(shù)等較為完善的理論體系。
　　本文首先從嚙合齒面出發(fā),確定了一點連續(xù)接觸的齒廓方程,很好的解決了傳統(tǒng)齒輪泵存在的困油現(xiàn)象。根據(jù)齒廓方程,建立了螺旋轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型并理論推導(dǎo)了齒輪的嚙合特性,進(jìn)一步證明了轉(zhuǎn)子齒廓一點連續(xù)接觸的特征。然后對螺旋轉(zhuǎn)子泵進(jìn)行了詳細(xì)的特性分析,建立了泵腔和進(jìn)出油口的數(shù)學(xué)模型,理論推導(dǎo)出了泵的排量流量、進(jìn)出油口尺寸、

3、徑向力和徑向力波動等參數(shù)公式,分析歸納出螺旋轉(zhuǎn)子泵3大特性:流量無脈動、齒輪軸的軸向力和扭矩恒定和徑向力大且存在波動。
　　在推導(dǎo)的螺旋轉(zhuǎn)子泵的理論基礎(chǔ)上,根據(jù)泵的技術(shù)指標(biāo)確定了螺旋轉(zhuǎn)子的齒輪參數(shù)和泵的性能參數(shù)(工作壓力25MPa、流量90.65L/min,流量脈動0％)。確定了泵的性能參數(shù)后完成了對泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計,主要包括泵的整體尺寸設(shè)計和泵的主要組成零部件的ANSYS仿真分析。ANSYS仿真分析則包括泵體壁厚的優(yōu)化分析、主動齒輪

4、軸的模態(tài)分析、齒輪軸的靜態(tài)分析和齒輪接觸分析。ANSYS仿真分析確定了泵體壁厚尺寸、主動齒輪軸的振動型式、齒輪軸危險截面的應(yīng)力和變形、齒輪嚙合接觸的受力情況等,很好的驗證了泵的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計的可靠性。
　　針對螺旋轉(zhuǎn)子的特殊齒廓形狀,本文專門對螺旋轉(zhuǎn)子的復(fù)雜加工刀具——銑刀和滾刀進(jìn)行了設(shè)計。以空間嚙合原理為基礎(chǔ),設(shè)計推導(dǎo)銑刀的回轉(zhuǎn)面齒廓和滾刀的基本蝸桿,并分別對正前角銑刀廓形和正前角滾刀的前刀面齒形進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo),完成了對銑刀和滾