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多排式轴向柱塞泵的关键技术研究及动态仿真的开题报告一、研究背景多排式轴向柱塞泵是一种高端泵类产品，它具有大流量、高压力、高速度、高可靠性等特点，广泛应用于工业自动化、轨道交通、航空航天等领域。
本课题旨在研究多排式轴向柱塞泵的关键技术，并进行动态仿真，为该类泵的设计和应用提供技术支持。
二、研究内容1.多排式轴向柱塞泵的工作原理及设计原理的研究多排式轴向柱塞泵是一种由多个轴向排列的柱塞组成的泵，其工作原理和设计原理较为复杂。
本课题将深入研究多排式轴向柱塞泵的工作原理及设计原理，寻找优化方案，提高其性能指标。
2.多排式轴向柱塞泵的关键技术研究多排式轴向柱塞泵的性能指标与其关键技术紧密相关。
本课题将从多个角度进行研究，探究多排式轴向柱塞泵的关键技术，包括柱塞、衬氟、压板等关键零部件的材料选择、加工工艺等。
3.多排式轴向柱塞泵的动态仿真研究动态仿真是设计多排式轴向柱塞泵的重要手段，也是验证优化方案的重要方法。
本课题将通过建立多排式轴向柱塞泵的动态仿真模型，对其进行参数优化和性能测试。
三、研究意义本课题的研究结果对于提高多排式轴向柱塞泵的性能指标、降低其能耗、提高其稳定性和可靠性等方面具有重要意义。
此外，研究成果还能够指导该类泵的设计和生产，提高其市场竞争力。
四、研究方法本课题将采用理论分析、实验研究和数值仿真等方法，重点研究多排式轴向柱塞泵的关键技术、工作原理和设计原理，优化其性能指标，并进行动态仿真以验证优化方案的可行性和有效性。
五、预期成果本课题的预期成果包括多排式轴向柱塞泵的关键技术解析、工作原理和设计原理的深入研究、动态仿真模型的建立及其性能测试。
同时，预期还能够提出多排式轴向柱塞泵的优化方案，提高其性能指标和市场竞争力。
pumplix柱塞泵模拟原理Pumplix柱塞泵模拟原理是一种常见的流体传动机构，主要由柱塞、连接杆、曲柄和泵体等部分组成。
它通过曲柄的旋转运动将直线运动的柱塞转化为流体的压力能，从而实现流体的输送和增压。
以下是有关Pumplix柱塞泵模拟原理的详细介绍。
1. Pumplix柱塞泵的结构Pumplix柱塞泵主要由泵体、柱塞、密封件、连接杆、曲柄等部分组成。
泵体是一个封闭的容器，具有进出口。
柱塞是通过连接杆固定在泵体内的，其运动轨迹为直线。
连接杆将柱塞与曲柄相连接，通过曲柄的旋转运动带动柱塞作往复运动。
密封件用于保证泵体与柱塞之间的密封性，防止流体泄漏。
2. Pumplix柱塞泵的工作原理Pumplix柱塞泵的工作原理是通过曲柄的旋转运动将转动惯量转化为流体的压力能。
整个工作过程可以分为吸入期（进油期）和排泄期（出油期）两个阶段。
在吸入期中，当柱塞运动至最低点时，吸入阀门打开，流体通过进口进入泵体内部。
同时，随着曲柄的旋转，连接杆将柱塞往上推，使得泵体内的流体被压缩，流经泵体内的排油阀门，将流体推入排油管道。
在排泄期中，当柱塞运动至最高点时，排油阀门打开，压缩的流体从泵体流出，经过排油管道输送到需要的地方。
此时，柱塞开始向下运动，吸入阀门关闭，进入下一个吸入期循环。
3. Pumplix柱塞泵模拟的原理Pumplix柱塞泵模拟是一种模拟实际工作原理的虚拟实验方法。
通过计算机模拟和数学建模，可以对柱塞泵的工作特性进行分析和优化。
在Pumplix柱塞泵模拟中，通过输入特定的参数，如柱塞直径、曲柄半径、流体密度等，可以模拟泵体的运动轨迹、流体压力和流量等重要参数。
通过对这些参数的分析，可以评估柱塞泵的性能，优化设计方案，提高工作效率和可靠性。
Pumplix柱塞泵模拟原理包括以下几个步骤：1）建立数学模型：根据柱塞泵的结构和运动特性，建立数学模型，包括运动方程、流体力学方程和动力学方程等。
2）参数输入：根据实际情况和需求，输入相关参数，如柱塞直径、曲柄半径、流体密度等。
高转速轴向柱塞泵滑靴副流固热耦合仿真与材料摩擦学特性分析高转速轴向柱塞泵滑靴副流固热耦合仿真与材料摩擦学特性分析摘要：随着工程技术的不断发展，高转速轴向柱塞泵在现代工业中越来越广泛地应用。
然而，由于高速运转过程中液体与机械部件之间的摩擦作用会引起能量的损耗和部件的磨损，因此，研究滑靴与副流固之间的摩擦学特性对于提高泵的效率和寿命至关重要。
本文采用有限元方法对高转速轴向柱塞泵滑靴副流固热耦合进行了仿真，并通过材料摩擦学特性分析，对影响滑靴摩擦性能的因素进行了探讨。
1. 引言轴向柱塞泵是一种将机械能转化为液体能量的重要设备，广泛应用于船舶、航空航天、石油化工等领域。
高转速下，泵的动态特性和摩擦学特性对其性能和寿命有着重要影响。
2. 数学模型的建立根据轴向柱塞泵的结构特点和工作原理，我们建立了其流体动力学模型和材料热学模型。
在流体动力学模型中，我们考虑了流体的压力、流速、温度等变量。
材料热学模型分析了滑靴和副流固之间的能量传递机制，并考虑了材料的热传导、扩散和对流。
3. 仿真结果与分析通过对数值模型的仿真计算，我们得到了不同工况下滑靴副流固的摩擦力和温度分布。
结果表明，在高转速工况下，摩擦力和温度分布不均匀，存在着较大的梯度。
摩擦力的不均匀分布会导致滑靴的不稳定运动和过大的摩擦损失，而温度梯度则会对材料的热膨胀和热应力造成影响。
4. 材料摩擦学特性分析根据仿真结果，我们进一步分析了滑靴和副流固之间的摩擦学特性。
不同材料和润滑条件下的摩擦系数、摩擦功率和摩擦损失进行了比较。
通过摩擦学特性的分析，可以选择适合的材料和润滑方式，以减小摩擦损失和提高泵的效率和寿命。
5. 结论本文利用有限元方法对高转速轴向柱塞泵滑靴副流固热耦合进行了仿真，并通过材料摩擦学特性分析，对影响滑靴摩擦性能的因素进行了探讨。
研究结果对于优化泵的设计和提高其性能具有重要意义。
未来，我们可以进一步研究其他影响因素，如润滑油的流动特性和泵的结构参数等，以提高泵的工作效率和寿命。
新型恒流量轴向柱塞泵的理论分析及数值仿真赵广飞;宋桂珍【摘要】The flow pulsation of axial plunger hydraulic pump vibration and noise are a hot issue in the research field of hydraulic pump.In this paper,the method of replacing the inclined plane with helical surface is presented,which use left lateral surface and right-hand surface match the oil suction window and pressure oil window.Then on the basis of this,the reverse dislocation double pump is designed,the helical surface of the two pumps face back or relative and oil seal has phase difference.The purpose is to design a constant flow output of the axial piston pump.The key parameters are determined by MATLAB numerical simulation,the axial piston hydraulic pump adopts 8 pistons based reverse double dislocation,dislocation angle is 22.5 degrees,the instantaneous flow rate of the new constant axial plunger hydraulic pump is constant,the output flow is constant,and the output flow rate increased significantly.%轴向柱塞液压泵的流量脉动、振动和噪声一直是液压泵领域研究的热点问题.提出用正圆柱螺旋面替代斜面的方法,分别用左旋面和右旋面对应吸油窗口和压油窗口,在此基础上设计反向错位双联泵的结构,即两个泵的螺旋面相背或相对,封油区相差一定相位,目的是设计出一种恒流量输出的轴向柱塞泵.通过MATLAB数值仿真确定关键参数,得出采用8根柱塞为基础的轴向柱塞液压泵进行反向错位双联,错位角为22.5°,此新型恒流量轴向柱塞泵在工作时瞬时流量值不变,输出流量恒定且输出流量值显著提高.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P162-164,168)【关键词】轴向柱塞液压泵;双联;恒流量;流量脉动【作者】赵广飞;宋桂珍【作者单位】太原理工大学机械工程学院,山西太原030024;太原理工大学机械工程学院,山西太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH16轴向柱塞液压泵作为典型的一类液压泵，结构上无论是斜盘式还是连杆式的其工作原理都相同[1]，即液压泵的主要工作件柱塞作用于斜盘斜面上作圆周运动，这就决定了轴向柱塞液压泵在工作时其瞬时流量是脉动变化的[2]，瞬时流量的脉动变化会引起机械部件的振动，产生噪音且影响液压泵的使用寿命。
1 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： 2
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 ............................................................................................................. 3 2. 2 柱塞泵装配 ..................................................................................................................... 4 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 1
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。柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘的倾角，通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量。
偏心柱塞泵是曲轴的旋转运动，并通过曲轴上的偏心销带动柱塞做往复运动，同时又迫使圆盘做摇摆运动，从而使泵体内液体增压。泵体上方有吸油口和排油口。 2
图1 偏心柱塞泵机构简图 1.2实现软件简介 solidwork软件功能强大，组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 3
对于熟悉Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便而方便的软件之一。”在强大的设计功能和易学易用的操作协同下，使用SolidWorks ，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。
2偏心柱塞泵的结构设计
2. 1 柱塞泵实体造型 solidworks是以基于特征、参数化设计和单一数据库而著称于世,工程设计人员采用具有智能特性的特征生成模型, 如凸台( Pad ) 、筋( Ribs) 、倒角(Chamfers)和抽壳( Shells)等,特征的参数通过符号式赋予形体尺寸,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正,这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 齿轮泵造型的过程就是对每个零部件进行三维模型设计的过程。按照设计的要求,利用solidworks中的凸台、旋转、阵列、圆角等基本操作建立齿轮泵各个零件三维模型。当模型参数尺寸进行更改时,三维模型的形状,也会随之做相应的改变。进行实体造型后,零件的体积、重心及质量只要通过查看物理特性就可以列表形式表示出来,提高了设计的工作效率。所建零件模型如图2所示。
图二 曲轴 4 图3 泵体三维零件模型图
2. 2 偏心柱塞泵装配 solidworks是一个参数化组装管理系统,能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。柱塞泵是一个复杂的部件,包含泵体、泵盖、轴和曲轴、标准件等,根据已经建立的零件3D模型,按照各零部件装配位置关系, 5
利用对齐、重合、同轴等约束关系,在工作台上建立柱塞泵虚拟装配体系结构。所建的柱塞泵装配模型如图3所示。柱塞泵装配模型爆炸视图如图4所示。
图4 偏心柱塞泵装配模型 6 图5 柱塞泵装配模型爆炸视图
2.3仿真及仿真结果分析 采用solidworks进行三维设计，然后用Motion/simulation进行运动和动力学仿真分析，从而验证、修改、优化设计方案，使得以前需要组织研究团队，进行复杂设计计算，制造物理样机验证结果的设计过程大大简化，一个人在极短的时间就可以完成完整且具有说服力的机械设计方案。
仿真步骤一般为：首先，用solidworks进行三维造型、装配；其次，转到Motion，装配约束将自动转化为仿真模型约束；最后，添加必要的驱动力、工作阻力以及Motion特有的其它约束，建立仿真模型，就可以模拟机械运行状况，对机器进行运动和动力分析。
作用在曲轴上的旋转马达100RPM,作用在柱塞上阻力1000N。
图6 驱动曲轴所需的力矩9763.45N.mm, 7
图7驱动曲轴所需的能量102W 基于转矩和能量信息，可以选择一电动机驱动曲轴。
图8柱塞在Y方向的位移L为20mm 柱塞每往复一次的理论排液体积V为LVD24=AL=9812.5mm3
柱塞泵的理论流量q为 q=60vn=16354smm3 8
2. 4 有限元分析 有限元分析结果已经成为工业界所承认的事实标准, simulations是集静态、动态结构分析于一体的有限元模块,它使我们对柱塞泵关键部件(如泵体、曲轴、柱塞等)设计模型在真实的环境下的结构性能进行评估、研究和优化。齿轮有限元分析结果如图11所示,通过对齿轮零件模型进行材料、载荷、约束等定义,分别建立齿轮的静态和模态分析,从分析的结果中寻找齿轮破坏的敏感参数,针对这些敏感参数进行优化设计,从而得到改进后的齿轮结构。
图9 曲轴有限元分析云图
曲轴材料为合金钢，最大应力505MPa，
