UG软件课程设计

贵州师范大学学生

实习报告

科目： UG软件课程设计

专业: 机械设计制造及其自动化

班级: 08机制

姓名: 杨友良

学号: 081501010071

指导教师：游明琳 徐卫平

一、齿轮油泵的简介

齿轮油泵主要用于各种机械设备中的润滑系统中输送润滑油，适用于输送粘度为5×10-6～1.5×10-3m2/s (5-1500cSt)，温度在300℃以下的具有润滑性的油料。不锈钢齿轮泵，可输送无润滑性的油料、饮料、低腐蚀性的液体。配用铜齿轮可输送低内点液体，如汽油、苯等。本系列不锈钢泵除配置普通电机外，还可根据用户需要配置同规格的防爆电机。齿轮油泵适用范围在输油系统中可用作传输、增压泵；在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵；在一切工业领域中，均可作润滑油泵用。

齿轮油泵内在特性的提升与追求外在特性。所谓齿轮油泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。而泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为泵的外在特性或系统特性。

本产品设计的齿轮油泵的特点及应用：

（1）结构紧凑，使用和保养方便。

（2）具有良好的自吸性，故每次开启装置前无需灌入液体。

（3）润滑是靠输送的液体而自动达到的，所以不需要另外添加润滑剂。

齿轮油泵广泛应用于石油、化工、船舶、电力、粮油、食品、医疗、建材、冶金及国家防御科研等行业。齿轮油泵适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性、温度不高于150℃、粘度为5-1500cst的润滑油或性质类似润滑油的其他液体。试用各类在常温下有凝固性及高寒地区室外安装和工艺过程中要求高温的场合。

下面简单介绍一下本设计齿轮油泵的工作原理

图3齿轮油泵工作原理图 图4齿轮油泵工作原理图

如图3、图4所示中能直接明了的表达出齿轮油泵的工作原理。

齿轮油泵是依靠一对齿轮的传动把油升压的一种装配，泵体1内有一对齿轮，轴齿轮4是主动轮，轴齿轮8是被动轮。动力从主动轮输入，从而带动被动轮一起旋转，转动方向参见下图。转动时齿轮啮合区的左方形成局部真空，压力降低将油吸入泵中，齿轮继续转动，吸入的油沿着泵体内壁被输送到啮合处的右方，压力升高，从而把高压油输往需要润滑的部位。

为使油泵不漏油，泵体和泵盖结合处有密封垫片9（垫片形状与泵体、泵盖结合面相同），主动轴齿轮伸出的一端处填料压盖防漏装置，由填料5、填料压盖7、压紧螺母6组成。泵体与泵盖之间用螺钉10连接，为保证相对位置的准确，用定位销3定位。

拆装顺序：泵体---主动轴和被动轴---垫片、泵体—定位销—螺钉

---填料---压紧螺母

图5齿轮油泵装配示意图

二、齿轮油泵各组成零件的选材分析

（一）材料的选择原则

1、材料的力学性能：材料性能应满足零件的工作需求，尽量使零件经久耐用，安全可靠。为此，必须根据零件的功用、受力状况、工作环境等，分析零件失效的形式与原因来确定材料抵抗失效应力具备的重要性能，根据主要性能来选择材料。

2、材料的工艺性：材料工艺性指的的是零件在制作过程中，材料适应冷、热加工工的性能包括：铸造性--锻造性--焊接性--切削加工性--热处理工艺性。

3、材料的经济性：在满足使用性能要求的前提下，应尽量采用便宜的材料，把零件的总成本降低到最低，以获得最大的经济利益。

（二）材料的选择方法

1、以综合力学性能为主时的选材。

在机器制造业中，相当的机械零件，如轴类，杆类。工作时受到不同程度的载荷和工作环境的制约，要求零件具有较高的强度和良好的塑性。因此根据零件的受力情况的大小，选用中碳钢或者合金钢材料（如45号钢、40Cr钢等），并进行正火或者调质处理满足使用需求。零件受力越大，零件选用的材料的综合力学性能也应越高。

2、以疲劳强度为主时的选材。

交变载荷作用下的零件容易出现疲劳破坏，同时应力集中也是导致零件疲劳破坏的重要零件，如发动机的曲轴、轴承、齿轮等零件，应选用疲劳强度高的材料制作，并合理设计结构形状，制定正确的加工工艺来减少应力集中。

3、以磨损为主时的选材。

在工作条件下，磨损较大，受力小的零件，如各种量具，钻套等，选用高碳钢或者高碳合金钢，进行淬火，低温回火来获得高硬度的回火马氏体组织，满足耐磨需求。

同时承受磨损和交变应力的零件，应选合适表面淬火、渗碳或者氮化后的钢材进行热处理。

表1 钢材料

分类名称 牌号 应用举例 说明

Q215A 金属结构件、拉杆、套圈、铆钉、短轴、“Q”为碳素结构钢屈服点

碳素结构钢 B 心轴、凸轮、垫圈，渗碳零件及焊接件等。 “屈”字的首位拼音字数，后面的数字表示屈服点数值，如Q235A表示碳素结构钢屈服点为235Mpa。屈服点是表征材料受力后改变与未改变原有力学性能的临界点。 Q235A

B

C

D 金属结构件，心部强度要求不高的渗碳零件，吊钩、拉杆、套圈、汽缸、齿轮、螺栓、螺母、连杆、轮轴、偰、盖及焊接件。

Q275 轴、刹车杆、螺栓、螺母、连杆、齿轮以及其他强度较高的零件。

优质碳素结构钢

08F

10

20

30

35

40

45

50

60

可塑性好的零件，如管子、垫片、渗碳件、、拉杆、卡头、紧固件、冲模锻件、轴套、钩、螺钉、连接器、连杆、横梁、摇杆、键、销、螺栓齿轮、齿条、凸轮、曲柄轴齿轮、联轴器、衬套、轮轴、偏心轮、轮圈、弹簧等。 牌号中的两位数字表示平均含碳量，45号钢即表示平均含碳量为0.45%，平均含碳量≤0.25%的为低碳钢；平均含碳量在0.25%～0.6%之间的为中碳钢;含碳量质量分数大于0.6%的为高碳钢；在牌号后面加符号“F”表示沸腾钢。

30Mn

40 Mn

50 Mn 螺栓、杠杆、制动板、用于承受疲劳载荷零件：轴、曲轴、万向联轴器、用于高负荷下耐磨的热处理零件，如齿轮、发条等。 锰的质量分数较高的钢，须加注化学元素符号“Mn”。

合

金

结

构

钢

铬

钢

15Cr

20 Cr

30 Cr

40 Cr 渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器、较重要的渗碳零件的重要的调质零件（如轮轴、齿轮、螺栓）较重要的调质零件（如齿轮、进气阀、轴、）强度及耐磨性高的轴、齿轮、螺栓等。

钢中加入了一定的合金元素，提高了钢的力学性能和耐磨性，也提高了钢在热处理时的淬透性，保证金属能在较大截面上获得良好的力学性能。 铬

锰

钛

钢 18CrMnTi

30CrMnTi

40CrMnTi

汽车上的重要渗碳件，如齿轮汽车、拖拉机上强度特高的渗碳齿轮强度高、耐磨性高的大齿轮、主轴。

铸造

碳钢 ZG230-450

ZG310-570 铸造平坦的零件，如机座、机盖、机体、工作温度在450℃下的管路附件等，各种形状的机件，如齿轮、齿圈、重负荷机架。 ZG230-450表示工程用铸钢，屈服点为230MPa抗拉强度450Mpa。

表2 灰铸铁材料

名称 牌号 特性和用途 说明

灰

HT100 外罩，手把，手轮，底板等形状简单，对强度无要求的零件，铸造应力小，不用人工时效处理，减震性优良，铸造性能好。

HT”为“灰铁”的汉语拼音的首位字母，

HT150 用于强度要求不高的一般铸件，如端盖、轴承座、阀壳、管子及管路附件，手轮。不用人工时效处铸

铁 理，减震性优良，铸造性能好。 后面的数字表示抗压强度（Mpa）,如HT250表示抗拉强度为250N/m㎡的灰铸铁。

HT200 用于强度、耐磨性要求较高的零件，如汽缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条。有较好的耐热性和减震性，铸造性较好，需进行人工时效处理。

HT250 基本性能同HT200，但强度较高，用于阀壳、汽缸、联轴体、机体、齿轮、齿轮箱外壳、轴承座。

综上所述及从表1、表2中我们可以看出，轮轴类零件应选择高强度耐磨材料，因此可选择45号钢作为材料。而压紧螺母、填料压盖及垫圈可选择不耐磨的心部强度要求不高的材料Q235。由于泵体于泵盖只起到了固定其他零件及容纳液体的作用，因此使用HT200灰铸铁比较合适。所以做出以下表3中各齿轮油泵零部件的材料的选择。

表3 零件材料匹配表

零件名称 材 料

泵体 HT200

泵盖 HT200

主动出轮轴 35

传动齿轮轴 35

压紧螺母 A3

填料压盖 Q235

垫圈 Q235

垫片 工业纸

三、外啮合齿轮泵的设计

设计齿轮泵时，应该在保证所需性能和寿命的前提下，尽可能使尺寸小、重量轻、制造容易、成本低，以求技术上先进，经济上合理。

我们已知某润滑油泵工作压差p=７０（bar）和排量q=62582(ml/r)用Y132S-4电动机作为原动机带动油泵的正常工作。

一．定刀具角na和齿顶高系数of

采用标准刀具，20na，齿顶高系数1of

二．选齿数Z 排量与齿数，查资料《液压文件》中查得)/(10232rmlBZmq（1-1）考虑到实际上齿间的容积比轮齿的有效体积稍大，所以齿轮泵的理论排量应比按式（1-1）计算的值大一些，并且齿数越少差值越大。考虑到这一因素，就在公式（1-1）中乘以系数K以补偿其误差，则齿轮泵的排量为 )/(10232rmlBKZmq通常K=1.06～1.115，即7~66.62k．齿数少时取最小值（当Ｚ＝６时，可取K=1.115,而当Ｚ=20时，可取K=1.06）反映齿轮泵结构大小的尺寸---齿轮分度圆直径(Df=Mz).若要增大排量,增大模数的办法比增加齿数更为有利.若要保持排量不变,要使泵的体积很小,则应增大模数并减少齿数.减少齿数可减小泵的外形尺寸,但齿数也不能太小,否则不仅会使流量脉动严重,甚至会使齿轮啮合的重迭系数<1,这是不允许的.一般齿轮泵的齿数Z＝６～３０．用于机床或其它对流量的均匀性要求较高的低压齿轮泵，一般取Z＝１４～３０；用于工程机械及矿上极限的中高压和高压齿轮泵，对流量的均匀性要求不高．但要求结构尺寸小，作用在齿轮上的径向力小，从而延长轴承的寿命，就采用较少的齿数（Z＝９～１５）而近来新设计中高压齿轮泵时，都十分注意降低齿轮泵的噪声，因此所选齿数有增大的趋势（取Z＝１２～２０）．只有对流量均匀性要求不高，压力有很低的齿轮泵（如润滑油泵）才选用Z＝６～８．所以我们初选齿数为1Z＝14．齿轮泵所用的两个齿轮等大 ，固传动比ｉ＝１所以1412iZZ

三．确定齿轮的模数m

由齿宽与齿顶圆的比值eDB，得eDB，即)(CZmB

对标准齿轮Ｃ＝２，对于“增一齿修正法”修正的齿轮Ｃ＝３将Ｂ的表达式代入排量近似公式32102KZmq得3210)(2CZKZmq所以3310)(2CZkZqm式中Ｋ=1.06～1.115齿数少时取大值，齿数多时取小值． 查资料知：

表一

)(barp ３５ ７０ １０５ １４０ １６０