内啮合泛摆线齿轮泵的现状、设计和试验研究
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《内外啮合齿轮马达的设计与研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,马达作为机械设备的重要组成部分,其性能和效率直接影响到整个系统的运行效果。
内外啮合齿轮马达作为一种新型的传动装置,具有结构紧凑、传动效率高、噪音低等优点,因此在许多领域得到了广泛的应用。
本文将详细介绍内外啮合齿轮马达的设计原理、研究现状及发展趋势。
二、内外啮合齿轮马达的设计原理内外啮合齿轮马达主要由内外齿轮、轴承、密封件、马达壳体等组成。
其设计原理主要涉及齿轮的啮合原理、力学分析以及热力学分析等方面。
1. 齿轮啮合原理:内外啮合齿轮马达采用内外齿轮相互啮合的方式,实现能量的传递和转换。
在设计过程中,需要考虑到齿轮的模数、压力角、齿数等参数,以确保齿轮的啮合精度和传动效率。
2. 力学分析:在设计中,需要对齿轮的受力情况进行详细的分析,包括径向力、切向力、弯曲应力等。
通过力学分析,可以确定齿轮的材料、强度以及结构形式,以保证马达的可靠性和稳定性。
3. 热力学分析:由于马达在运行过程中会产生热量,因此需要进行热力学分析,以确定马达的温度分布、散热方式等。
这有助于提高马达的散热性能,延长其使用寿命。
三、内外啮合齿轮马达的研究现状目前,国内外学者对内外啮合齿轮马达进行了广泛的研究。
研究主要集中在以下几个方面:1. 结构设计:通过优化内外齿轮的结构参数,提高马达的传动效率和降低噪音。
同时,采用先进的制造技术,提高齿轮的加工精度和表面质量。
2. 材料研究:探索新型材料在内外啮合齿轮马达中的应用,如高性能合金、复合材料等,以提高马达的承载能力和耐久性。
3. 控制系统:研究智能控制系统在内外啮合齿轮马达中的应用,实现马达的精确控制和高效运行。
4. 实验研究:通过实验测试,验证内外啮合齿轮马达的性能和可靠性,为实际应用提供依据。
四、内外啮合齿轮马达的发展趋势未来,内外啮合齿轮马达将朝着以下几个方向发展:1. 高性能化:通过优化设计,提高内外啮合齿轮马达的传动效率、承载能力和耐久性,以满足更多领域的应用需求。
齿轮泵研究的现状与发展安徽理工大学 栾振辉 摘 要:综合分析了国内外齿轮泵的研究现状,针对齿轮泵所存在的缺点,介绍了作者研制的卫星齿轮泵、平衡式复合齿轮泵及无啮合力齿轮泵的工作原理及结构特点。
研究表明,这些新研制的齿轮泵均保留了普通齿轮泵的优点,同时还具有各自的特点,可广泛用于液压传动系统中。
关键词:齿轮泵;现状;研究进展Abstract:This paper outlines current research situations of domestic and foreign gear pumps and points out problems with existing gear pumps.The three newly developed ones by the author are introduced,which have individual distinguished features besides remaining advantages of ordinary gear pumps,and can be widely used in hydraulic transmission systems.K eyw ords:gear pumps;current situation;new research achievement 齿轮泵是液压传动系统中常用的液压元件,在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵2大类。
外啮合齿轮泵的优点是结构简单、尺寸小、重量轻、制造维护方便、价格低廉、工作可靠、自吸能力强、对油液污染不敏感等。
缺点是齿轮承受不平衡的径向液压力,轴承磨损严重,工作压力的提高受到限制;流量脉动大,导致系统压力脉动大,噪声高。
内啮合齿轮泵结构紧凑、尺寸小、重量轻,并且由于齿轮同向旋转,相对滑动速度小、磨损轻微、使用寿命长、流量脉动远比外啮合齿轮泵小,因而压力脉动和噪声都比较小。
第二章 内啮合齿轮泵的分析电机泵用内啮合齿轮泵主要是利用和发挥内啮合齿轮泵的高效、低噪音、高压力、小惯性的优点,因此设计该专用内啮合齿轮泵时,需要对其结构参数进行优化,使得和电机的参数能够尽量匹配,充分发挥电机泵的整体性能。
2.1 内啮合齿轮泵工作原理内啮合齿轮泵(Internal Gear Pump )是由一对偏心的内外齿轮相互啮合而构成的液压泵,其结构较普通的外啮合齿轮泵更为紧凑、流量脉动小、噪声低,具有更好的综合性能。
其结构原理见图(2-1)所示。
内啮合齿轮泵结构上由相互啮合的内外齿轮和两者之间填充的月牙块及前后泵盖组成。
工作过程中两个齿轮的转向相同,月牙块固定不动。
在图(2-1)中,小齿轮为主动齿轮,大的内齿轮为从动齿轮,按照图示小齿轮的旋向,在左上角吸油腔齿轮脱离啮合,使吸油腔容积增大,形成真空,油液在大气压作用下被吸入;图中右上角压油腔齿轮进入啮合,齿间空间容积减小,油液被挤出,完成排油过程。
2.2 传统内啮合齿轮泵流量分析一般地,对泵的流量分析包含了泵的瞬时流量分析和排量分析,以了解泵的流量和结构、性能方面的关系,为泵的结构参数选择和设计提供基础的理论指导。
2.2.1 瞬时流量分析齿轮泵在工作过程中,由于齿轮啮合点在不断变化,导致泵的瞬时流量也在不断变化,且存在定的不均匀性,导致液压系统传动的不平稳性和噪声等一系列不利因素,因此合理的参数选择对泵乃至系统的性能有着明显的影响。
泵的瞬时流量可以根据齿轮泵的啮合原理及能量守恒定律来推导。
假如不考虑任何损失,主动齿轮每转过一个微小角度1θd ,两个齿轮所做的机械功dW 等于泵所排出液体体积dV 和进出口压差P ∆的乘积。
设泵的进口压力为0,则压差P ∆就等于泵的排油压力g P ,根据能量守恒定律有dV P dW d T d T g ==+2211θθ (2-1)式中 1T 、2T —主动、从动齿轮上的转矩; 1θd 、2θd —主动、从动齿轮的旋转角,且有1221R R d d =θθ。
内啮合摆线齿轮泵原理
内啮合摆线齿轮泵是一种常见的液压装置,主要用于液压系统中的压油和输油。
其运转原理是基于摆线的几何形状。
下面,我们来分步骤阐述这一装置的工作原理。
步骤一:基本构造
内啮合摆线齿轮泵由一个内部装有齿轮的外壳和一个齿轮表示沟槽的转子组成。
这个转子是由齿周期时在往返行程中运动的凸轮和双偏移量的齿轮所组成。
步骤二:工作过程
在内啮合摆线齿轮泵的工作过程中,液体从进口进入泵壳之后,转子顺着表面的齿轮运动,并且因为齿轮的凸起和凹陷部分而泵出。
比如说,当齿轮凸起时,液体会被压缩,并且被迫流动到齿轮凹陷的部分。
而当齿轮凹陷时,压缩的液体又会重新流回齿轮凸起的部分。
这个过程是不断重复的,直到液体被泵出。
步骤三:优点和局限
内啮合摆线齿轮泵的主要优点是体积小、噪音小、操作可靠、可配置到相当高的压力,以及相对容易维护和维修。
它们也是一种非常高效的方法进行压油和输油。
不过,这种泵的局限在于其几何形状所导致的设计难度、成本和维护成本(如果需求高度精密的部件)等方面。
一种内啮合摆线齿轮泵的设计与试验摘要:本文开发研制一种内啮合摆线齿轮泵,应用型线设计、实验流量分析等方法进行开发。
同时根据齿轮泵的关键结构参数, 按经验公式进行了输油量的计算校核,通过齿轮泵性能测试,对齿轮流量进行预测。
此油泵具有结构紧凑、重量轻、成本低廉等优点,经过实验验证,性能稳定,可靠性极高,具有很好的推广应用前景。
关键词:内啮合齿轮泵油箱齿轮转子Design and test of an internal cycloidal gear pumpL inWeiJunGree Electric Appliances Lnc of Zhuhai Zhuhai Guangdong 519000Abstract: In this paper, an internal cycloid gear pump isdeveloped by the application of profile design, experimental flow analysis and other methods. At the same time, according to the key structural parameters of the gear pump, according to the empirical formula for the calculation of oil delivery, through the performanceof the gear pump test, the gear flow prediction. This oil pump has the advantages of compact structure, light weight, low cost, etc. After experimental verification, the performance is stable, high reliability, has a good prospect of popularization and application.Key words: internal gear pump oil tank gear rotor0、前言润滑系统是制冷设备的重要组成系统,内啮合摆线齿轮泵是润滑系统的核心部件,其功能是将润滑油从油箱抽出,并送到各润滑点,实现润滑和冷却的功能。
内啮合摆线齿轮泵的简化设计浙江尚贵泵业有限公司陈向军徐金雷摘要:提出内啮合摆线齿轮泵流量,转速,齿轮副的齿数和宽度,摆线、圆弧齿轮的齿隙和端面间隙等确定原则,分析了摆线、圆弧齿轮间的相互关系。
关键词:短幅外摆线;内等距线;齿轮;前言摆线转子泵以其结构紧凑、体积小、运转平稳、噪音低、不易产生“气穴”、容积效率较高等优点而得以广泛应用市政工程、公路沥青搅拌设备、沥青油库、注塑机械、石油化工机械、船舶设备等领域。
1、摆线、圆弧齿轮的主要参数主要参数有:流量Q t;摆线齿轮齿数Z1;圆弧齿轮齿数Z2;Z1和Z2的差齿数ΔZ 和齿比值i;圆弧齿轮齿廓圆弧半径R,圆弧中心创成圆半径L及圆弧包齿数Z B;摆线齿轮齿顶圆半径、节圆半径r1e、r1;圆弧齿轮齿根圆半径、节圆半径r2i、r2;中心距A 和模数m。
其中:ΔZ= Z2-Z1r1=m·Z1/2 r1e≈r1+0.2mr2=m·Z2/2 r2i≈ r2+0.2mA= r1-r2=ΔZ·m/2Q t=π(r2i2- r1e2)·B·n·60×10-3其中B为齿轮厚度,n为泵每分钟转速,实际流量Q要小于Q tQ=η·Q tη为泵的容积效率,在0.85以上。
2、短幅外摆线系数幅系数k 是摆线齿轮泵设计的重要参数,与齿数、跨齿数一起决定着齿轮的形状,影响泵的质量、流量、齿轮强度等性能。
幅系数k 取值在0~1之间,越小泵轮的齿廓越大,强度越高,流量减小;反之则越大。
选取时应根据介质的粘度等特性选择,一般k 取0.45到0.55之间。
其中k 与成圆半径L 、圆弧齿轮齿廓圆弧半径R 存在以下关系:L= r 2/k ()[]23222/Z 1Z kcos 2k 1Z B L R ππ*+--+=3、摆线、圆弧齿轮轮廓的设计图1由图可见,摆线、圆弧齿轮的中心o 1与o 2之间有一偏心距A ,一般摆线齿轮是从动齿轮,通常个7到9齿;圆弧齿轮为主动齿轮,通常个9到11齿;当圆弧齿轮绕o 2轴旋转时,摆线齿轮被带动绕o 1轴同向旋转。
济南大学硕士学位论文内啮合齿轮泵几何参数的研究姓名:王爱平申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:李宏伟20050525摘要本篇论文主要是从内啮合齿轮泵的几何参数上对其进行了较为弹细的分析和计算。
从内啮合齿轮泵的设计要点出发,对内啮合齿轮泵的一对泵齿轮的几何参数设计提出了新的要求。
特别是在对大压力角、少齿数的变位内啮合齿轮的研究方面有了新的突破。
本论文主要做了以下几方面的内容:(1)针对内啮合齿轮传动的特点,本论文论述了内啮合齿轮泵的泵齿轮采用正变位齿轮的必要性。
(2)内啮合传动中存在很多干涉,尤其是少齿差内啮合传动更为如此。
因此,几乎在所有情况下,内啮合齿轮都是变位齿轮。
本文通过大量的数据来论证了在不发生干涉的条件下变位系数的允许取值范围。
(3)对泵齿轮设计参数选取时,本论文主要讨论了泵齿轮参数对内啮合齿轮泵排量、齿轮泵轴承负载、流量脉动、齿轮泵噪声、振动的影响,从而可以看出进行泵齿轮几何参数研究的必要性。
(4)泵齿轮参数设计主要是确定齿轮的模数聊、齿数Z、压力角盯、变位系数薯和叠、齿项高吃、齿根高^,、齿宽曰。
本论文主要通过对内啮合齿轮泵的齿形进行分析,与计算机精确绘图分析相结合,论述了决定齿轮齿形的主要参数的确定方法,提出了新的齿根高系数,使齿形设计更趋合理。
(5)参考何存兴老烯的机械设计(液压元件)教材课本进行了内啮合齿轮泵的瞬时流量和排量的计算公式的推导,并用数据论述了齿轮泵齿数、模数、变位系数、齿顶高系数对内啮合齿轮泵排量的影响。
(6)影响噪声的因素很多,如齿轮类型(一般说来,在相同条件下,斜齿轮的噪声比直齿轮低3~tOdB)、压力角、重合度、模数、材料、热处理方法、轮齿加I:1_=艺、齿廓修形等。
然后具体分析了通过改善齿轮的结构来减小噪声的措施。
最后对全文所做的研究成果进行了简要总结,并对今后的工作进行了展望。
关键词:内啮合齿轮泵流量脉动齿根高系数变位系数空塑盒当兰茎:!堡茎鎏墼!,!iABSTRACTThisdissertationmainlyanalysesandcalculatesthegeometryparametersoftheinternalgearpumps.Fromthedesigningmainpointofthegeometryparametersoftheinternalgearpumps,anewdesireiscalledfor.EspeciallytheresearchonthemodificationintemalgearswithbigpressureangleandfewteethcounthasaTJewbreakthrough.Thisdissertationhasmainlydonethecontentofthefollowingaspects:1)Aimedatthecharacteristicofintemalgear,thisdissertationexpoundsthenecessityoftheadoptingofmodificationgearsininternalgearpumps.2)Inintematmeshingtransmission,therearemanykindsofinterference;itisevenmorelikethisespeciallyinintemaimeshingtransmissionwitlllackofteethdifference.SoalmostinallCases,intemalmeshinggearsareallmodificationgears.Basedonthelargenumberofdata,thepermittedchosenwithoutinterferingrangeofmodificationcoefficientiSexpounded.3)Whilechoosingthedesignparametersofthepumpgears,thisdissertationmainlydiscusseshowparametersofpumpgearsinfluencedisplacement,bearingload、flowpulse、noiseandvibrationoftheinternalgearpumps,thuswecanfindoutthenecessityofstudyingthegeargeometryparametersoftheinternalPumpgears.4)Thegearshapedesigningismainlytodecidemodule,numberofteeth,pressureangle,modificationcoefficientxlandx2,addendum吃,dedendumhs,tipcirclediameterandtoothwidthB.Thisdissertationmainlydealswiththed,,rootcirclediameterdftoothshapedesigningofintemalgearpumps.Integratingwiththeprecisecomputer-aideddesign,Ialsodiscusstheselectionofthemaincharactersthatdeterminethegeartoothshape.Duringtheanalyses,newtoothdedendumcoefficientisputforward.Thismakesthetoothshapedesigningevenmorereasonable.5)ConsultingwiththemechanicaldesigntextbookwrittenbyHeCunXing.thisdissertationdeducesthecalculationformulaofinstantaneousflowanddisplacementofIT济南人学硕=L学位论义internalgearpumps,andhasexpoundedthefactwiththedatathatthegeartooth、modulus、modificationcoefficientanddedendumcoefficientallhaveinfluenceOilthedisplacementofinternalgearpumps.6)Therearealotoffactorsinfluencingnoise,suchasthegeartype(generallyspeaking,underthesamecondition,noiseofobliquegearis3-10dBlowerthannoiseofstraightgear),pressureangle,transversecontactratio,modulus,material,heattreatmentmethod,teeth-machiningtechnology,toothoutlinetrimmingandSOon.Thenthisdissertationanalysesconcretelythemeasuretoreducenoisebyimprovethegearstructure.FinallybriefsumnlarizationoftheresearchresultsiScarriedout,andfutureworkiSalsolookedforward.Words:InternalGearPumpFlowPulseToothDedendumCoefficientKeyModificationCoefficientIII原创性声明本人郑蕈声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导卜,独:菠进行研究所取得的成果。
新型内啮合齿轮油泵的研究机自022(025370) 刘浩摘要:本文简要分析了新型内啮合齿轮油泵的国内外现状,并简要介绍了内啮合齿轮油泵的工作原理,结构特点和内啮合齿轮油泵常用的齿廓曲线,然后重点研究了圆弧摆线齿轮油泵,最后展望了新型内啮合齿轮油泵的发展趋势。
关键词:新型内啮合齿轮油泵,齿廓曲线,圆弧摆线1内啮合齿轮泵的国内外现状综述1.1齿轮泵简介液压传动系统中使用的液压泵是一种能量转换传递装置,能把驱动它的原动机的机械能转换成油液的压力传给液压系统工作,是液压系统中的能源装置。
目前液压泵中按其主要运动构件的形状和运动方式来分,有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵等类型。
齿轮泵以其结构简单紧凑,体积小重量轻,自吸性能好,对污物不敏感,工作可靠寿命长,便于维护修理,成本低,广泛地应用在各种液压机械上,又因齿轮是对称的螺旋体,故允许高速旋转,最大工作压力可达31.5MPa [1]。
齿轮泵的分类:一.按齿轮泵啮合形式分:(一)外啮合式,(二)内啮合式。
二.按齿形曲线分:在外啮合齿轮泵中齿轮的齿形曲线一般都采用渐开线齿形或圆弧齿形,在内啮合齿轮泵中,除了可采用渐开线齿形外,还可采用摆线齿形。
三.按齿面形式分:(一)直齿齿轮式,(二)斜齿齿轮式,(三)人字齿轮式,(四)圆弧齿面的齿轮式等。
其中斜齿、人字齿、圆弧齿与直齿相比,啮合性能好一些,啮合无声、无撞击、寿命较长,但由于斜角不能太大,故对流量的波动性的改善不很显著,如果斜角太大,会使吸压油腔相通,所以应用不多。
四.按啮合齿轮的个数分:(一)二齿轮式,(二)多齿轮式:多齿轮组成并联的多个齿轮泵,能同时向多个执行元件供给压力油,多齿轮也可组成串联的多个齿轮泵,以使液体获得更高的压力。
五.按级数分:(一)单级齿轮泵,(二)多级齿轮泵,即将多个齿轮泵串联而成,可使输出液体的压力增高。
目前,齿轮泵的流量范围为q=2.5~750 L/min , 压力范围为P=0.1~31.5 MPa , 转速范围n=300~4000 r/min , 高速时(如应用在飞机上)可达8000 r/min , 容积效率为96.0~80.0=v η,总效率为η=0.15~0.92[2]。
渐开线内啮合齿轮泵的设计摘要齿轮泵由于结构紧凑、体积小、重量轻、转速范围大、自吸性能好和对油液的污染部敏感等优点而广泛应用在机床工业、航天工业、造船工业及工程机械等各种机械的液压系统中。
流量脉动、噪声和效率是评价齿轮泵性能的三大指标,它们之间互相联系,互相作用。
齿轮泵的流量脉动引起压力脉动,而压力脉动是引起齿轮泵流体噪声的主要因素,在降低噪声和流体脉动的同时,应防止齿轮泵溶积效率的降低。
因此,在齿轮泵的设计中,应综合考虑这三者的影响。
本论文以渐开线内啮合齿轮泵为研究对象,从其工作原理出发以及内啮合齿轮泵的齿轮几何参数上对其进行较为详细的分析和计算。
从内啮合齿轮泵的设计要点出发,计算出内啮合齿轮泵齿轮副的几何参数,推导出其轮齿啮合时不发生渐开线干涉、齿廓重迭干涉和径向干涉的条件,并代入各参数进行验证,最终确定其几何参数。
在此基础上,对渐开线内啮合齿轮泵的总体结构进行研究设计,并选取合适的零部件材料。
参考何存兴老师的《液压元件》教材进行内啮合齿轮泵排量的计算公式的推导。
关键词:内啮合齿轮泵几何参数干涉排量The design of involute internal pumpAbstractGear pumps are widely used in hydraulic systems of machine tool, aviation, shipbuilding and engineering machinesetc, because of their virtues, such as simple and compact structure,lighter weight, wide range of rotate speed, better capability of self-suck and not having a thick skin with the oil’s polluting.Flow pulsation, noise and efficiency, which effect on each other, are three primary criterions that evaluate the performance of gear pumps. The hydro-noise is primary causedby pressure pulsation, and pressure pulsation is caused by flow pulsation.. The cubage efficiency should be prevented to reduced when noise and flow pulsation are reduced. So, their effect should be considered when gear pumps are designed.The research object of this dissertation are involute internal gear pumps . On the basis of their working principle , analyses and calculates the geometry parameters of the internal gear pumps. From the designing mainpoint of the geometry parameters of the internal gear pumps, a new desire is called for. Which worked out in the gear pump gears meshing of the geometric parameters, derived its tooth meshing not to interfere in involute line, tooth overlap intervention and interference in the radial conditions, And into the various parameters to verify, ultimately determine their geometric parameters. On this basis, to gradually open lines mesh gear pump to study the overall structure design, and select the appropriate parts materials.Consulting with the mechanical design textbook written by He CunXing, this dissertation deduce diaplacemeng of internal gear pumps.Key Words: Internal Gear Pump; Gear Parameters ; Interference; delivery capacity目录1.绪论 (1)1.1 内啮合齿轮泵的概述 (1)1.2内啮合齿轮泵的研究现状 (1)1.3内啮合齿轮泵的发展趋势 (2)1.4本论文研究的主要内容及意义 (2)2. 渐开线内啮合齿轮泵工作原理及结构特点 (4)2.1内啮合齿轮泵的工作原理 (4)2.2内啮合齿轮泵的结构特点 (4)2.3内啮合齿轮泵的设计要求 (5)3. 内啮合齿轮泵总体结构设计的思路和设计注意事项 (6)3.1结构设计思路 (6)3.2设计注意事项 (6)3.2.1防止干涉的发生 (6)3.2.2重合度 (7)3.2.3 降低内啮合齿轮泵的噪声 (7)4. 渐开线内啮合齿轮泵的总体结构设计 (9)4.1内啮合齿轮泵中采用变位齿轮的必要性 (9)4.1.1 渐开线标准齿轮传动的局限性 (9)4.1.2齿轮变位理论 (9)4.2 齿轮副设计基本参数及主要尺寸 (10)4.2.1设计基本参数 (10)4.2.2齿轮副几何计算 (10)4.3 运用MATLAB软件进行齿轮副几何计算 (13)4.3.1编写相关程序段 (13)4.3.2运行计算程序 (16)4.3.3精确计算齿轮副的几何参数 (17)4.4 零件材料的选用 (19)4.5 绘制总装图以及各零件图 (20)5. 内啮合齿轮泵的主要性能参数 (21)5.1内啮合齿轮泵主要性能参数 (21)5.2内啮合齿轮泵排量的计算 (22)5.3内啮合齿轮泵瞬时排量的计算 (22)结束语 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1. 绪论随着现代技术的发展,液压传动在越来越多的场合取代了机械传动,然而液压传动在向高压、高速、大功率的方向发展的同时,噪声问题也显得越来越突出。