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机构运动与仿真课程论文机构仿真技术与实例—偏心柱塞泵仿真分析专业：机械设计制造及其自动化指导老师：班级学号：姓名：联系电话：目录1概述 (1)1.1柱塞泵的工作原理 (1)1.3实现软件简介 (2)2柱塞泵的结构设计 (3)2. 1柱塞泵实体造型 (4)2. 2柱塞泵装配 (5)2.3 仿真及仿真结果分析 (6)2. 4有限元分析 (8)3结语 (9)4课程感受 (9)参考文献： (10)偏心柱塞泵仿真分析随着计算机辅助设计技术的飞速发展与功能的不断完善，工程技术人员的设计方法和手段越来越丰富。
尤其是三维CAD/CAM软件的广泛应用与普及，使现代机械产品设计逐步进入了三维时代。
三维设计具有形象、直观、精确、快速的特点，在新产品开发的方案设计、结构分析、产品性能的评估、确定和优化物理样机参数的过程中能够起到决定性作用，并为新产品研发一次成功，提供了强有力的技术支持。
Solidworks motion是基于Windows环境的参数化三维实体造型软件。
为广大工程技术人员在单一的Windows界面上无缝集成了实体造型、有限元分析和优化设计、虚拟装配、三维机构运动仿真、运动干涉检查、工艺规程生成、数控加工、三维实体图转化二维工程图和产品数据共享与集成等多种多样的功能。
1概述1.1偏心柱塞泵的工作原理柱塞泵是液压系统的一个重要装置。
它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。
柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。
柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。
当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。
当传动轴带动缸体旋转时，斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回，完成吸排油过程。
偏心柱塞泵装配图实验的结论偏心柱塞泵是一种液压柱塞泵，由偏心杆、偏心柱塞、偏心套筒、螺母套组合而成。
它的工作原理是当泵内活塞顶出一部分容积时，由于柱塞偏心面受到力并向上顶，形成了一个圆弧形。
在泵壳中有一根主杆，使其承担垂直的活塞作用。
同时又在副杆上设有一套套筒（套筒中有滑轮),使得缸内各部位均能转动并驱动活塞移动。
这样，泵泵身成半圆形结构。
当偏心套筒端面与主杆间隙小于0.2 mm时，可用于连续往复工作，并能得到较好的效果；当泵内总油缸压缩量小于0.05 MPa时，就有可能使活塞顶出支承腔外；当油缸压力低于0.1 MPa时，则又会形成环形柱塞间隙并不均匀，这是由于两个内转盘在弹簧上产生作用力所致。
偏心柱塞泵中的套筒的内孔有多种形状）与曲轴套间有一个通孔、两个油缸内部有一个主杆、两个套管之间有一个密封套等，因此可以用来进行测量安装和更换。
一、装配前的准备装配前应先将密封套圈拧紧，紧固方法同上。
螺母套应与通孔紧密接触后再紧固。
密封套与通孔之间的密封垫可用油石磨光，以免污染活塞及缸体。
装好后，用螺栓将环法兰连接到活塞环上，然后按顺序拧紧主、副杆螺栓（注：此方法是先调整主杆，再拧紧副杆）。
为避免在装配过程中造成零件变形和破坏密封套的强度或造成泵内部零件的损伤，需进行预试验工作。
试验的目的是验证各种零件之间、轴与轴承之间以及装配中是否存在严重相互摩擦、磨损现象。
如有必要，还可采用振动法或其他方法检查是否有异常现象、噪声和振动情况等。
对于偏心柱塞泵而言，在装配前必须做好各部位的润滑脂的储备，并做好相应的准备工作；在装配前要先用量程合适的工具进行校核测量；注意调节油缸和活塞间隙以使装配时能顺利完成任务。
对于偏心柱塞泵等需要特殊润滑或安装后存在严重磨损问题的零部件应用润滑剂进行润滑后装配。
二、装配方法及步骤安装偏心套筒，其接线图见图1-7-1所示。
曲轴套的螺纹孔应为两个直径相同的圆孔。
偏心套筒组装时用圆锥度装配法，即用螺栓将套管安装在偏心套筒的内孔上，然后将曲轴与偏心套筒的表面用密封好，然后将套筒与曲轴接触的各面安装在同一轴心上。
基于pro/e的柱塞泵的建模及运动仿真[摘要] 柱塞泵是液压系统的一个重要装置。
在设计柱塞泵时对其建模与运动仿真是不可或缺的环节。
Pro/E软件是现今最成功的CAD/CAM软件之一，通过Pro/E 软件的建模与仿真不仅能准确的确定各组件的参数修正，还能更好的设计出各配合组件的最佳运动状态[1]。
本文介绍了Pro/E软件的功能，利用Pro/E软件从零件建模、装配、机构运动仿真几个方面来完成柱塞泵三维设计，并把三维图形转换成二维工程图。
[关键词] Pro/E；柱塞泵；建模；运动仿真；工程图Based on Pro/E of Displacement Pump Modeling andmotion simulation[Abstract] Displacement pump is an important equipment of hydraulic circuit. modeling and motion simulation are indispensable in the process of designing. The Pro / E software is one of the most successful CAD / CAM software by now.Through the modeling and motion simulation by Pro/E, the parameters of each module can be more precise, and it’s easier to design the optimal movement state of each module. This paper makes an introduction of employing Pro/E in the three dimensional modeling design of displacement pump. The design of displacement is mainly carried out in the aspects of module modeling, assembly design, and organization movement simulation. Finally, make the 3D into 2D engineering drawing.[Key words]Pro/E; Displacement Pump;Modeling; Motion Simulation；Engineering Drawing目录0 引言-------------------------------------------------------------11 Pro/E 软件简介---------------------------------------------------12 设计概述---------------------------------------------------------23 设计过程---------------------------------------------------------3 3.1 柱塞泵零件建模----------------------------------------------3 3.2 柱塞泵的虚拟装配-------------------------------------------11 3.3 柱塞泵机构运动仿真-----------------------------------------17 3.4 零件的三维模型图转换成二维工程图---------------------------22 结论---------------------------------------------------------------24 致谢语-------------------------------------------------------------25 参考文献-----------------------------------------------------------260 引言Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。
轴向柱塞泵工作特性的建模与仿真研究轴向柱塞泵是一种常见的液压传动元件，广泛应用于工业生产和机械设备中。
了解其工作特性对于提高工作效率和优化设计至关重要。
因此，建立轴向柱塞泵的工作特性模型，并进行仿真研究，对于优化设计和性能提升具有重要意义。
1.简介轴向柱塞泵是一种液压执行元件，通过压力油将柱塞排列成环绕轴线的圆形，从而实现流体的吸入和排出。
其主要部件包括轴、柱塞和分配器等。
轴向柱塞泵工作的基本原理是利用柱塞在旋转的分配盘上的往复运动，使得工作腔的容积周期性变化，从而实现液体的压力和流动。
2.建模方法建立轴向柱塞泵的工作特性模型是通过数学方法将其物理特性转换为数学模型，从而便于分析和仿真研究。
常用的建模方法有系统辨识、流体动力学等。
3.系统辨识建模系统辨识是一种通过对系统输入输出信号进行采样和分析，从而获取系统的模型表达式的方法。
对于轴向柱塞泵而言，可以通过输入流量、输出压力等信号进行采样和分析，从而建立系统响应函数和传递函数等数学模型。
4.流体动力学建模流体动力学是研究流体在不同条件下的运动和变化规律的学科。
对于轴向柱塞泵而言，可以通过流体动力学理论对其内部流动和压力分布等进行建模。
通过对流量、压力和速度等参数的计算和分析，可以得到轴向柱塞泵的工作特性曲线和性能指标。
5.仿真研究基于建立的轴向柱塞泵工作特性模型，可以进行仿真研究。
通过改变输入信号、工作参数和结构设计，可以模拟不同工况和运行状态下的泵的性能。
通过仿真研究，可以评估泵的工作效率、输出压力和流量稳定性等指标，为优化设计和性能提升提供理论依据。
6.结论轴向柱塞泵是一种重要的液压传动元件，其工作特性的建模和仿真研究对于优化设计和性能提升具有重要意义。
通过系统辨识和流体动力学等方法建立泵的工作特性模型，可以进行仿真研究并评估其性能指标。
这将为泵的设计、选择和应用提供有力的支持，促进工业生产和机械设备的优化和发展。
柱塞泵建模过程及仿真结果
2019年11月12日
目录
1 建模过程 (2)
1.1 柱塞腔建模 (2)
1.2 配油盘建模 (2)
1.3 超级模型 (3)
1.4 主泵模型 (4)
2 仿真结果 (5)
2.1 单个柱塞仿真结果 (5)
2.2 主泵仿真结果 (6)
1
1 建模过程
1.1 柱塞腔建模
柱塞泵是在传动轴驱动缸体旋转后，由于斜盘的作用，使得柱塞产生往复运动，当柱塞底部的密闭容积不断增大时，将形成局部真空，低压油在大气压的作用下，经过配油盘腰形孔进入柱塞的底部，完成吸油；当柱塞底部的密闭容积不断减小时，油液受压形成高压油经配油盘的另一腰形孔排出，完成压油。
当斜盘倾角发生变化时，泵的输出流量也就随之改变。
在AMESIM建立的柱寨泵液压模型中，单个柱塞与缸体建立一个可变容腔，其进、出油口分别与配油盘的高、低压腔相连，柱塞与缸体之间的间隙有油泄漏并通往油箱，柱塞腔模如图1. 1所示。
图1. 1 柱塞腔
1.2 配油盘建模
在AMESIM中，进油口由进油节流口实现，排油口由排油节流口实现，进油节流口与排油节流口的即时开度分别决定了进油口和排油口的通流面积，油盘带着缸体旋转时，在00～1800范同内，柱塞在弹簧力的作厢下由下死点不断伸出，柱塞腔的容积不断增大，进油节流口打开，排油节流口关闭，油液被吸人柱塞腔，为吸油过程；随着缸体继续旋转，在1800～3600范围内柱塞在斜盘的约束下又由上死点向下死点运动，柱塞腔的容积不断减小，此时进油节流口关闭，排油节流口打开，油液被排出柱塞腔，为
2
排油过程。
柱寨随着缸体的转动而移动，柱塞腔的实际过流面积与缸体的转角位置有关，参数模型中过流面积用节流口的节流面积体现，当其中一个节流口打开时，另外一个节流口关闭，这样液压油就可以从一个节流口进入柱寨腔，而从另外一个节流口流出。
利用样条曲线和信号开关分别构成了柱塞泵配油盘的高压腔和低压腔，而样条曲线与配油盘低压腔、高压腔和三角槽的角度有关系。
进、排油口模型如图1. 2所示。
图1. 2 进、排油口模型
1.3 超级模型
为使建立的模型得以简化，把所建立的柱塞和配油盘模型进行封装，做成超级元件。
建立的超级元件如图1. 3所示。
图1. 3 超级元件模型
3
1.4 主泵模型
主泵的仿真参数如所列，主泵模型如图1. 4所示。
表1. 1
仿真参数
参数取值constant value 45
shaft speed 100
value of gain 0.05
piston diameter 30
rod diameter 5 chamber length at zero
displacement
50
characteristic flow rate
at maximum opening
20 corresponding pressure drop 100 orifice diameter at maximum
opening
20
图1. 4 主泵模型
4
2 仿真结果
2.1 单个柱塞仿真结果
根据所设定的单个柱塞腔模型，单个柱塞进出油口信号为交替进行，进、出油口数据如所列，进、出油口的信号如图2. 1所示。
活塞位移如图2. 2所示。
表2. 1
进出油口位置数据
出口入口
点位角度开度点位角度开度
1 0 0 1 0 0
2 1
3 0 2 90 0
3 22 0.365
4 3 180 0
4 28 1 4 193 0
5 155 1 5 202 0.3654
6 161 0.3654 6 208 1
7 167 0 7 335 1
8 180 0 8 341 0.3654
9 270 0 9 347 0
10 360 0 10 360 0
图2. 1 进、出油口信号
5
图2. 2 活塞位移
2.2 主泵仿真结果
根据所设定的主泵模型，共采用七个柱塞，柱塞初始位置分别如表2. 2所列。
主泵排量曲线如图2. 3所示。
负载压力如图2. 5所示。
表2. 2 柱塞泵位置
柱塞编号初始相位
1 0
2 52
3 104
4 156
5 208
6 260
7 312
6
图2. 4 主泵排量曲线
图2. 5 负载压力曲线
7。
