類擺線轉子泵設計方法及仿真分析.pdf

1、泵作為工業(yè)的心臟，廣泛用于礦業(yè)、航空航天、船舶制造業(yè)、電力部門等領域?，F(xiàn)有大排量、中壓力的泵存在著諸多不足，對此本課題研發(fā)了一種新型大排量泵。廣義而言，發(fā)動機也屬于流體機械。三角轉子發(fā)動機作為一種新型發(fā)動機，具有結構簡單、體積小的優(yōu)勢。所以基于三角轉子發(fā)動機可以衍生研制出類擺線轉子泵，這種新型轉子泵具有結構簡單、流量大、揚程高等優(yōu)點?；诖?，本課題主要開展了以下研究工作：
　?、僭O計方法的建立及理論分析：剖析闡釋了類擺線轉子泵的工

2、作原理及結構；在此基礎上，應用微積分法，推導了缸體和轉子型線方程。結合轉子和缸體型線的運動軌跡，分析了流量和流量脈動率變化規(guī)律；并對運動構件如轉子、軸、密封片進行了力學分析。
　?、陬悢[線轉子泵的優(yōu)化設計：以單位質量流量最大為目標，建立目標函數(shù)方程并確定了相對應的設計參數(shù)。根據(jù)設計要求推導約束函數(shù)，如流量、尺寸、強度等；建立了參數(shù)設計方程。采用MATLAB優(yōu)化工具箱，分析得出了泵的設計參數(shù)。然后建立了泵外殼的優(yōu)化模型和設計變量。在

3、此基礎上，分析了泵外殼的固有振型，對影響設計精度的固有頻率、最大強度及軸心變形量進行約束，確定約束函數(shù)，仿真分析得出了泵外殼的最佳厚度，實現(xiàn)了泵的輕量化設計。
　?、酆诵膫鲃硬考挠邢拊治觯夯趶椥粤W理論，建立了軸、轉子有限元模型，結合實際工況，進行了靜力學分析。對不同模數(shù)的齒輪受載情況進行了動態(tài)嚙合分析，研究了模數(shù)與齒輪最大應力及傳動誤差的關系?；诜治龅贸龅淖罴妖X輪模數(shù)，分析了變位系數(shù)與最大應力及傳動誤差的變化規(guī)律。

4、>　　④泵內部的流場研究：基于流體力學理論，建立了泵的二維動網(wǎng)格湍流模型。分析了在額定工況下，內部壓力場及速度場分布情況。細化轉子與缸體的間隙處網(wǎng)格，模擬計算了間隙與流量特性的變化關系。研究了輸送不同介質的流動特性的差異，如水、汽油及柴油。在不同轉速、壓力工況下，分析了泵性能的變化情況。
　　⑤核心零件的加工與整機的測試：闡述了核心零件的加工方法和加工工藝，如缸體、轉子、齒輪等。完成了樣機的裝配并設計搭建了試驗臺,試驗研究了轉速和