圓弧轉(zhuǎn)子泵畢業(yè)設計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著人們對轉(zhuǎn)子泵逐漸了解與認識，其應用領域也在逐漸的擴大。隨著對轉(zhuǎn)子泵的應用的增多，也開始了對轉(zhuǎn)子泵更多的相關研究。根據(jù)現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子型線設計理論、圓弧轉(zhuǎn)子泵的工作原理和工作過程，確立共軛理論為型線設計的原則，推導了適合于圓弧轉(zhuǎn)子泵的三葉圓弧擺線的端面理論型線參數(shù)方程和實際型線參數(shù)方程。加之目前國內(nèi)外的眾多設計、分析軟件的發(fā)展，繪圖

2、軟件已經(jīng)有強大的二維、三維功能，現(xiàn)代化的智能機柔性加工的發(fā)展，為轉(zhuǎn)子泵的設計與生產(chǎn)提供了保證。本文著重在轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子設計及參數(shù)化方面做了一些探索研究。應用CAD技術在solidworks軟件中進行轉(zhuǎn)子泵零件的整體建模和裝配.</p><p>　　[關鍵詞]：轉(zhuǎn)子泵，轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子型線，參數(shù)化設計，solidworks裝配</p><p><b>　　Abstract</b>

3、;</p><p>　　With the gradual understanding of the rotor pump, its application is gradually expanded With the increase of the application of the rotor pump, it also began to study the rotor pump more. Accordin

4、g to the working principle and the working process of the existing rotor type line design theory, circular arc rotor pump, the establishment of theory of conjugate profile design principle is suitable for circular arc ro

5、tor pump trefoil arc cycloidal end theory type line equation parameters and the actu</p><p>　　Key word：Rotor pump，Rotor，Rotor type line，Parametric design， solidworks assembly</p><p><b>　　目

6、錄</b></p><p>　　中文摘要 ……………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　第一章 前言…………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 轉(zhuǎn)子泵

7、簡介…………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 轉(zhuǎn)子泵的主要用途…………………………………………………………1</p><p>　　1.3 轉(zhuǎn)子泵及轉(zhuǎn)子型線的國內(nèi)外研究狀況 …………………………………1</p><p>　　1.4 本文的研究內(nèi)容及意義 …………………………………………………2</p><p

8、>　　1.5 本章小結(jié)……………………………………………………………………2</p><p>　　第二章 泵的結(jié)構及原理………………………………………………………3</p><p>　　2.1 轉(zhuǎn)子泵的工作原理…………………………………………………………3</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構………………………………………………………………3</p&

9、gt;<p>　　2.2.1泵的組成……………………………………………………………3</p><p>　　2.2.2轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構形式…………………………………………………3</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)子泵的零件材料…………………………………………………………4</p><p>　　2.4 轉(zhuǎn)子泵的傳動方式…………………………………………………………

10、5</p><p>　　2.5 轉(zhuǎn)子泵的潤滑方式…………………………………………………………5</p><p>　　2.6 轉(zhuǎn)子泵的工作特點…………………………………………………………5</p><p>　　2.7 轉(zhuǎn)子泵的排量及流量………………………………………………………5</p><p>　　2.7.1 轉(zhuǎn)子泵的排量…………………………

11、……………………………6</p><p>　　2.7.1 轉(zhuǎn)子泵的流量…………………………………………………………6</p><p>　　2.8本章小結(jié)……………………………………………………………………7第三章 轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線方程…………………………………………………8</p><p>　　3.1 轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線…………………………………………………………8&

12、lt;/p><p>　　3.2 基本尺寸關系………………………………………………………………9</p><p>　　3.3 圓弧型線方程………………………………………………………………10</p><p>　　3.4 徑距比的選取………………………………………………………………13</p><p>　　3.5 本章小結(jié)……………………………………

13、………………………………16 第四章 轉(zhuǎn)子泵的零件校核………………………………………………………17</p><p>　　4.1齒輪的校核…………………………………………………………………17</p><p>　　4.2 軸的校核……………………………………………………………………22</p><p>　　4.3 本章小結(jié)……………………………………………

14、………………………25第五章 轉(zhuǎn)子泵的三維設計………………………………………………………26</p><p>　　5.1 solidwors簡介……………………………………………………………26</p><p>　　5.2 轉(zhuǎn)子泵設計…………………………………………………………………26</p><p>　　5.3 本章小結(jié)………………………………………………………

15、……………34</p><p>　　第六章 總結(jié)…………………………………………………………………………35</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………33</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………………………34</p><p><b>　　第一章

16、前言</b></p><p>　　1.1 轉(zhuǎn)子泵簡介 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵是通過一對傳動比為 1 的齒輪嚙合傳動來帶動兩個轉(zhuǎn)子實現(xiàn)同步反向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中在進口處產(chǎn)生真空度，從而吸入所要輸送的液體的一種容積式泵。通常也稱做非接觸式轉(zhuǎn)子泵。其原理是泵體內(nèi)兩轉(zhuǎn)子由兩同步齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，完成吸液與排液。兩轉(zhuǎn)子葉面互不接觸，因此適用的介質(zhì)粘度很寬，可由低粘度到半固態(tài)及含顆粒的介質(zhì)

17、。</p><p>　　轉(zhuǎn)子泵的工作原理決定了在改善過泵介質(zhì)在高壓、高溫、高剪切下粘度降低，穩(wěn)定質(zhì)量，及剪切敏感介質(zhì)安全性等方面具有較高的可靠性。轉(zhuǎn)子泵具有工作原理簡單、體積小、重量輕、成本低、密封安全、無污染等特點，不僅適用于油液介質(zhì)輸送，在日用化工、石油、醫(yī)藥、食品等行業(yè)也有廣泛潛在的市場[1]。因此轉(zhuǎn)子泵在部分場合可完美替代螺桿泵及離心泵。 </p><p>　　1.2 轉(zhuǎn)子泵的主要

18、用途 </p><p>　　依據(jù)轉(zhuǎn)子泵的工作原理，其用途相當廣泛，可輸送多種介質(zhì)，如固液、液氣以及膠體等多種介質(zhì)。因此轉(zhuǎn)子泵可在石油、化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)廣泛的應用，可以輸送蜂蜜、奶油、潤滑油等大粘度介質(zhì)，也可輸送煤漿及原油等的多相介質(zhì)[2]</p><p>　　1.3 轉(zhuǎn)子泵及轉(zhuǎn)子型線的國內(nèi)外研究狀況 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵技術在國外已經(jīng)相當成熟，產(chǎn)品設計

19、、生產(chǎn)已經(jīng)系列化。產(chǎn)品早已應用于農(nóng)田灌溉、泥漿輸送、河道排砂、煤礦排水及原油開采等方面[2]。即使造價較高但由于壽命和維修等方面的優(yōu)勢，整個運營費用較低。國外對轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線的研究已經(jīng)相當成熟，并且研究還在不斷加深，在進行轉(zhuǎn)子型線優(yōu)化的同時并研究新的型線。其主要立題方向集中在低粘度、剪切敏感介質(zhì)在泵內(nèi)的恒定穩(wěn)態(tài)流動，以保證過泵介質(zhì)的質(zhì)量不變。并且據(jù)資料顯示國外關于扭葉式轉(zhuǎn)子泵的研究已經(jīng)開始起步。 非接觸式轉(zhuǎn)子泵目前在國內(nèi)主要用作風機和

20、真空泵，在介質(zhì)輸送領域的應用還較少。多數(shù)生產(chǎn)廠家是定購到國外產(chǎn)品后進行測繪、生產(chǎn)，基本沒有對轉(zhuǎn)子型線進行深入的研究，產(chǎn)品性能和國外差距較大。相應理論就更少了。由于轉(zhuǎn)子設計、加工困難，也是導致國內(nèi)生產(chǎn)廠家少的一個原因。目前轉(zhuǎn)子泵的優(yōu)點已經(jīng)引起國內(nèi)使用單位和技術人員的認識，一些學校和科研單位也已經(jīng)開始了轉(zhuǎn)子泵在國內(nèi)的發(fā)展與研究，但與國外水平仍然相差甚遠。國內(nèi)對轉(zhuǎn)子泵的研究，尤其是轉(zhuǎn)子型線的研究尚無一套完整的理論體系，缺乏理論性的研究。轉(zhuǎn)子型

21、線的設計方法大多采用測繪的方式，或者采用確定中心距，模擬轉(zhuǎn)子的運動軌跡的方法來描繪</p><p>　　1.4 本文的研究內(nèi)容及意義 </p><p>　　本課題主要針對目前國內(nèi)轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線設計理論較少的情況，著重對轉(zhuǎn)子型線進行理論研究。 </p><p>　　1.根據(jù)轉(zhuǎn)子型線的設計要求和形成原理，主要研究了目前常見的擺線型線和圓弧型線的理論方程以及實際方程，及

22、其徑距比和面積利用系數(shù)。 </p><p>　　2.探討轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子的設計方法。探討轉(zhuǎn)子設計相關參數(shù)的選取，如間隙、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的選取。介紹轉(zhuǎn)子泵主要部件的設計。</p><p>　　3.以中心距為100 為例，對轉(zhuǎn)子泵的進行整體設計，設計了三葉圓弧型線轉(zhuǎn)子泵，并且利用 SolidWorks 軟件進行轉(zhuǎn)子泵三維模型的建立</p><p><b>　　1.5 本

23、章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹了凸輪泵的簡介,并介紹本課題的背景和研究意義以及當前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,最后提出了課題研究的目的及研究的主要內(nèi)容,根據(jù)幾何原理和嚙合特性建立凸輪泵轉(zhuǎn)子型線數(shù)學模型,應用相關的建模軟件建立凸輪泵的二維、三維模型,并對其模擬計算。</p><p>　　第 2 章 轉(zhuǎn)子泵結(jié)構及原理</p><p>　　2.1 轉(zhuǎn)子泵

24、的工作原理</p><p>　　如圖2.1所示，當兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，泵的吸入口相通的工作腔不斷增大，此時進行吸入過程；當轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動形成密閉腔，吸入結(jié)束；轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動，密閉腔與泵的出口相通，密閉腔的介質(zhì)便從出口排出；與此同時轉(zhuǎn)子的另一側(cè)又處于容積增大的過程，進行吸入。如此轉(zhuǎn)子連續(xù)的轉(zhuǎn)動，交替完成吸入和排出的過程，完成轉(zhuǎn)子泵的工作。兩葉轉(zhuǎn)子泵每轉(zhuǎn)一周，完成兩次吸入和排出工作。同理單葉轉(zhuǎn)子泵每轉(zhuǎn)一周，完成兩次吸入和排出工

25、作；三葉轉(zhuǎn)子泵每轉(zhuǎn)一周，完成三次吸入和排出工作[3][4] 。理論上三葉轉(zhuǎn)子泵具有更高的效率。</p><p>　　圖 2.1三葉轉(zhuǎn)子泵工作原理圖</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構</p><p>　　2.2.1轉(zhuǎn)子泵的組成 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵主要由轉(zhuǎn)子、一對同步嚙合齒輪、機械密封、泵體、泵體端蓋、傳動箱、過渡盤、兩傳動軸、

26、法蘭、聯(lián)軸器等零件組成。驅(qū)動方式采用變速電機或定比減速電機或用戶依據(jù)自己需要對配套裝置進行選擇，從而在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)節(jié)輸出流量。轉(zhuǎn)子軸安裝在一對可以承受軸向負載的圓錐滾子軸承上。齒輪副安裝在一個帶油池的齒輪箱中。齒輪箱與泵體是彼此分離的，并相距一定距離，齒輪箱的油不會與泵體的介質(zhì)混合。轉(zhuǎn)子的加工精度要求較高，依據(jù)傳動介質(zhì)而采用不同材料，如鑄鐵和不銹鋼。泵體處軸封采用精密的平衡或非平衡式機械密封。同步齒輪和箱體一般分別采用結(jié)構鋼和鑄鐵

27、。傳動軸采用中碳鋼[1][6]</p><p>　　2.2.2 轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構形式 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構形式?jīng)Q定了轉(zhuǎn)子泵的形式，目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構形式大致有兩種：立式和臥式。立式結(jié)構，轉(zhuǎn)子軸線呈水平布置，兩軸線所構成的平面與水平面垂直，轉(zhuǎn)子泵占地面積相對較小。進出口呈水平方向設置，裝配和接管都比較方便。臥式結(jié)構，轉(zhuǎn)子軸線呈水平布置，兩軸線所構成的平面平行于水平面，接管比較方

28、便。臥式相對于立式，重心較低，運轉(zhuǎn)時穩(wěn)定性較好。</p><p>　　圖2.2轉(zhuǎn)子泵結(jié)構簡圖</p><p>　　2.3轉(zhuǎn)子泵零件的材料</p><p>　　2.3.1.殼體轉(zhuǎn)子泵的殼體材料是根據(jù)工作環(huán)境的外部條件做調(diào)整的。一般環(huán)境下,殼體材料是耐磨損耐腐燭的鑄鐵;在特殊的環(huán)境中,可選用特別硬化的球磨鑄鐵、高耐腐蝕的不銹鋼等。</p><p>

29、;　　2.3.2.轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子常見的材料有HT200和不銹鋼。有些轉(zhuǎn)子材料在HT200基礎上,選用一些特定的橡膠把整個轉(zhuǎn)子進行完全包裹,使金屬芯不與材料接觸,這種轉(zhuǎn)子可以輸送腐蝕性的介質(zhì)。運輸高腐蝕性的介質(zhì),如化學產(chǎn)品等,轉(zhuǎn)子可以選用不銹鋼材料或者是不銹鋼與聚四氟乙稀(PTFE)結(jié)合體,材料聚四氟乙烯安裝在凸輪栗的葉峰處。當轉(zhuǎn)子磨損較為嚴重時,不需要換整個轉(zhuǎn)子,只需要換葉峰部分即可,節(jié)省成本。</p><p>　

30、　2.3.3.軸承密封轉(zhuǎn)子泵中的軸承密封一般是機械密封,材料可以選用鑄鐵或者桂碳化合物等;選用填料密封時,多用橡膠或合成材料。</p><p>　　2.3.4.其他零件轉(zhuǎn)子泵工作中,兩個傳動軸傳遞扭矩不是很大,可以選用45號鋼。齒輪箱、端蓋等零件材料一般選用灰鑄鐵。</p><p>　　2.4 轉(zhuǎn)子泵的傳動方式 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵的兩個轉(zhuǎn)子是通過一對高精度

31、的齒輪來實現(xiàn)兩轉(zhuǎn)子相對同步運轉(zhuǎn)的。主動軸一般通過聯(lián)軸器與電機聯(lián)接。主動軸傳遞的扭矩較大，軸要有足夠的強度和剛度，軸與轉(zhuǎn)子要固定牢靠，否則會造成轉(zhuǎn)子間隙發(fā)生變化，使泵非正常運轉(zhuǎn)，輕則造成容積效率下降，重則會導致轉(zhuǎn)子之間發(fā)生碰撞，使泵損毀。 </p><p>　　2.5 轉(zhuǎn)子泵的潤滑方式 </p><p>　　齒輪和軸承的潤滑方式，分為油潤滑和脂潤滑兩大類。其中，油潤滑又有滴油潤滑、油環(huán)潤滑、

32、飛濺潤滑和壓力循環(huán)潤滑等幾種方式。由于油潤滑比脂潤滑的散熱性好，因此，齒輪及軸承通常采用油潤滑。</p><p>　　2.6 轉(zhuǎn)子泵的工作特點</p><p>　　轉(zhuǎn)子泵屬于回轉(zhuǎn)式容積泵，常用于輸送高粘度液體或多相流體，其性能、設計、及運行與所輸送的介質(zhì)密切相關。介質(zhì)的流動性質(zhì)決定了對泵的設計要求。泵在輸送高粘度液體時，要求工作可靠，性能穩(wěn)定，吸入性能好，不能斷流。泵的輸送介質(zhì)通常都有一定

33、的化學腐蝕性，有些介質(zhì)還屬于常溫下為固態(tài)，泵送狀態(tài)是在超過其熔點溫度的液態(tài)，泵內(nèi)又都存在由相對運動形成的間隙，為使泵能保持高效運行，并延長使用壽命，泵的過流部件材質(zhì)需耐高溫，耐腐蝕，耐磨損。泵的結(jié)構應盡量簡單以便于拆裝、清洗和維修[7-14]。 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵由于其工作原理及結(jié)構的獨特性表現(xiàn)為以下幾方面工作特點[8-11]： </p><p>　　1.輸送的液體介質(zhì)粘度范圍大

34、。從幾百厘泊到幾十萬厘泊，從低粘度到半固體狀態(tài)的流體。 </p><p>　　2.泵內(nèi)過流面積大，過流平穩(wěn)，輸送過程中其流速不易使介質(zhì)發(fā)生破乳。 </p><p>　　3.泵內(nèi)吸入阻力小，轉(zhuǎn)子泵具有自吸能力。 </p><p>　　4.轉(zhuǎn)子泵無內(nèi)壓縮過程。在轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部，液體壓力并非由于容積縮小而提高，而是借助出液口的較高壓力使液體回流，以提高泵體容積中的液體壓力，即

35、所謂的等容積壓縮。故它比有內(nèi)壓縮要多消耗壓縮功，效率通常比有內(nèi)壓縮的各種泵低。這是其主要缺點。 </p><p>　　5.由于轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與殼體之間實際上是有一定的間隙，所以除軸承及同步齒輪外，轉(zhuǎn)子泵不存在其它的摩擦運動，這就使得這種機型具有基礎小、無振動、壽命長、械效率高等優(yōu)點。同時也無需對轉(zhuǎn)子及泵體進行潤滑，免使輸送的介質(zhì)含油。當然，正是轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間的的間隙存在，造成液體泄漏，從而影響轉(zhuǎn)子泵高

36、壓力、高效率的發(fā)展。 </p><p>　　6.可以輸送含有氣體的介質(zhì)。經(jīng)過特殊改進葉型，如在葉面上掛上橡膠涂層，也可輸送帶有細微粒子的介質(zhì)。 </p><p>　　7.效率在 70%左右，高效區(qū)域?qū)挕?</p><p>　　8.性能可靠，結(jié)構簡單緊湊，自吸性好、重量輕，體積小，維修、清理方便。 </p><p>　　9.具有計量功能，與往復

37、泵一樣，具有正排量特性，可使用于計量場合。</p><p>　　2.7轉(zhuǎn)子泵的排量及流量</p><p>　　2.7.1轉(zhuǎn)子泵的排量</p><p>　　轉(zhuǎn)子泵的排量是指轉(zhuǎn)子泵中兩個傳動軸帶動兩個轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周所輸出介質(zhì)的體積,常用單位有ml/r、L/r等。轉(zhuǎn)子泵的排量決定于其內(nèi)部封閉腔的幾何體積,不同轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部結(jié)構尺寸不同,排量也有所差別。計算公式為:<

38、/p><p>　　式中: V-----轉(zhuǎn)子泵的排量,ml/r;</p><p>　　B-----轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子的寬度,mm。</p><p>　　2.7.2轉(zhuǎn)子泵的流量</p><p>　　2.7.2.1.理論流量</p><p>　　理論流量是指轉(zhuǎn)子泵在工作過程中,不考慮泄漏損失的情況下,在單位時間內(nèi)輸送介質(zhì)的體積,常用單

39、位有。理論流量與排量之間的關系如下:</p><p>　　式中： -----轉(zhuǎn)子泵的理論流量, ;</p><p>　　N -----轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,r/min。</p><p>　　2.7.2.2.實際流量</p><p>　　實際流量時指轉(zhuǎn)子泵在工作過程中考慮到泄漏損失,即凸輪菜在單位時間內(nèi)實際輸送介質(zhì)的體積。由于產(chǎn)生泄漏損失的原因,所以實

40、際流量一定小于理論流量,關系為:</p><p>　　式中： q-----轉(zhuǎn)子泵的實際流量, ;</p><p>　　—工作過程中泄漏量, ;</p><p>　　—轉(zhuǎn)子泵的容積效率,一般取0.8-0.9。</p><p>　　2.7.2.3.額定流量</p><p>　　額定流量時指在額定的轉(zhuǎn)速和額定的壓力情況下,轉(zhuǎn)

41、子泵實際輸送的介質(zhì)體積。在各種泵的產(chǎn)品樣本上或者銘牌都標出的是額定流量。</p><p><b>　　2.8 本章小結(jié) </b></p><p>　?。?）分析了轉(zhuǎn)子泵的工作原理、組成結(jié)構及工作特點。其主要優(yōu)點有： </p><p>　　1.結(jié)構緊湊、體積小、重量輕、自吸性好、對污染不敏感、維修、清理方便； </p><p&

42、gt;　　2.輸送介質(zhì)粘度范圍寬廣，能夠輸送高粘度的介質(zhì)，輸送過程中不易發(fā)生介質(zhì)破乳。 </p><p>　　3.轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵腔之間不直接接觸而留有間隙，所以基本無磨損、壽命長、震動小、機械效率高。 </p><p>　　4.安全可靠，能夠長時間運轉(zhuǎn)。 </p><p>　?。?）介紹了轉(zhuǎn)子泵具有廣泛應用的原因所在，介紹了轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子的多種形式以及應用場合

43、。簡單介紹了理論型線和實際型線，以及轉(zhuǎn)子的各種術語。并且提出了轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子的設計要求。 </p><p>　?。?）圓弧型線和擺線型轉(zhuǎn)子,工業(yè)泵中應用較多，可用來輸送各種流體、流體與固體混合物、顆粒狀固體，甚至活性體(如魚蝦等)，適用于農(nóng)業(yè)、污水處理業(yè)、食品加工業(yè)、飲料釀制業(yè)、鑿井業(yè)、化學工業(yè)、建筑業(yè)、造紙業(yè)、資源回收業(yè)、原油開采業(yè)等各行業(yè)的有關流質(zhì)輸送場合。本文著重對圓弧型線和擺線型線進行研究。</p>

44、;<p>　　第 3 章 轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線方程</p><p>　　3.1 轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線 </p><p>　　轉(zhuǎn)子是轉(zhuǎn)子泵的核心部件，轉(zhuǎn)子型線決定轉(zhuǎn)子泵的性能指標。轉(zhuǎn)子型線是指轉(zhuǎn)子橫斷面的外輪廓線。轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子有理論型線和實際型線。兩轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)中相互嚙合而沒有間隙的型線稱為理論型線。將理論型線進行修正，以保證裝配后的實際間隙數(shù)值能滿足使用要求，則修正的型線即為實際型線[

45、1]。實際生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子使用的都是實際型線。 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵工作時，兩轉(zhuǎn)子在等速轉(zhuǎn)動過程中，任一瞬時，轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子理論型線必須滿足以下兩個基本條件：（1）兩轉(zhuǎn)子有唯一的接觸點；（2）兩轉(zhuǎn)子接觸點處的速度矢量在接觸點公法線方向上投影為零[3]。所以兩轉(zhuǎn)子的理論型線必須是共軛曲線。 </p><p>　　轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子型線有橢圓形、凸輪形、圓弧形、擺線形、漸開線形、蝶形等多種，葉數(shù)

46、多為 2～3 葉，部分產(chǎn)品也有 4～5 葉（凸輪及蝶形可為 1 葉） [3]。當轉(zhuǎn)子葉數(shù)為3 葉或 3 葉以上時轉(zhuǎn)子可以做成螺旋式。高粘度介質(zhì)的輸送多采用雙葉轉(zhuǎn)子形式；當輸送液體粘度較低并且要求排出壓力較大時，可以采用三葉轉(zhuǎn)子形式。增加轉(zhuǎn)子葉數(shù)或選用螺旋式，能改善流質(zhì)輸送的不均勻性[15][16]。 </p><p>　　漸開線型的轉(zhuǎn)子腔容積利用系數(shù)較高，在鼓風機中應用較多；而圓弧型線和擺線型轉(zhuǎn)子,工業(yè)泵中應用較

47、多，可用來輸送各種流體、流體與固體混合物、顆粒狀固體，甚至活性體(如魚蝦等)，適用于農(nóng)業(yè)、污水處理業(yè)、食品加工業(yè)、飲料釀制業(yè)、鑿井業(yè)、化學工業(yè)、建筑業(yè)、造紙業(yè)、資源回收業(yè)、原油開采業(yè)等各行業(yè)的有關流質(zhì)輸送場合 [17] 。 </p><p>　　因為有同步齒輪的驅(qū)動，轉(zhuǎn)子泵的兩轉(zhuǎn)子間可以保持一定的間隙，這樣既有利于高粘度液體的輸送，又使轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子無須潤滑就能工作。這樣既解決了潤滑問題，又可以不污染轉(zhuǎn)子泵所輸送的

48、介質(zhì)。</p><p>　　在轉(zhuǎn)子橫斷面圖形上，凸起的部分稱為葉峰，凹入的部分稱為葉谷。在理論曲線下，兩轉(zhuǎn)子相互對滾時，一個轉(zhuǎn)子的葉峰與另一個轉(zhuǎn)子的葉谷相嚙合，相當于有兩個半徑相等的圓相互作純滾動。這樣的圓稱為節(jié)圓，兩節(jié)圓的切點稱為節(jié)點。過葉峰最凸點所作的圓稱為葉頂圓，過葉谷最凹點所作的圓稱為葉根圓。葉峰的對稱線稱為長軸，葉谷的對稱軸稱為短軸 [18][19]。 </p><p>　　在對

49、轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)子進行設計，確定轉(zhuǎn)子型線時，還必須考慮一下幾個要求： </p><p>　　1.轉(zhuǎn)子泵應該有優(yōu)良的工作性能指標，轉(zhuǎn)子泵泵腔的利用率要盡可能的高，及轉(zhuǎn)子所占的體積要盡可能的小。 </p><p>　　2.轉(zhuǎn)子型線要有良好的幾何對稱性，以保證轉(zhuǎn)子泵的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，盡可能的減小噪音。 </p><p>　　3.轉(zhuǎn)子的設計要盡可能的系列化，具有優(yōu)良的互換性，以減少設計

50、和生產(chǎn)成本，方便產(chǎn)品的快速設計、成產(chǎn)。 </p><p>　　4.轉(zhuǎn)子的葉鋒、葉谷要具有足夠的強度。 </p><p>　　5.轉(zhuǎn)子要容易制造，易得到較高的精度。</p><p>　　3.2基本尺寸關系 </p><p>　　圓弧轉(zhuǎn)子型線的葉峰為圓弧線，葉谷為圓弧包絡線。葉峰位于節(jié)圓以外，葉谷位于節(jié)圓以內(nèi)，兩者在節(jié)圓處相接。圓弧型線的葉峰圓弧

51、的圓心位于長軸之上。圓弧型線示意圖.見圖 3.1</p><p>　　圖3.1三葉圓弧型線示意圖</p><p>　　設轉(zhuǎn)子的葉數(shù)為z，轉(zhuǎn)子葉頂圓半徑為，轉(zhuǎn)子葉峰圓半徑r ，兩轉(zhuǎn)子中心距2a，轉(zhuǎn)子葉峰圓弧的圓心到轉(zhuǎn)子中心距離為b 。這些參數(shù)之間的關系是：</p><p><b>　　（3-1） </b></p><p>

52、　　聯(lián)立以上兩式，可得：</p><p>　　設節(jié)圓半徑為，葉根圓半徑為，則有：</p><p>　　3.3 圓弧型線方程 </p><p>　　3.2.1 理論型線方程 </p><p>　　1. 葉峰理論型線方程。如圖 3.1所示，在坐標系中，葉峰的理論型線的參數(shù)方程為：</p><p><b>　　(

53、3-2)</b></p><p><b>　　式中: </b></p><p>　　2. 葉谷理論型線方程。</p><p>　　如圖 3.2 所示，以轉(zhuǎn)子為參照物建立坐標系，當轉(zhuǎn)子沿順時針方向轉(zhuǎn)過角度α ，轉(zhuǎn)繞軸心沿逆時針方向自轉(zhuǎn)角度α 。</p><p>　　葉峰與葉谷相互嚙合，設嚙合點為。兩共軛曲線在

54、點的公法線必定通過節(jié)點，并經(jīng)過葉峰的圓心 ，因此三點落在同一條直線上。葉峰與葉谷相互嚙合，設嚙合點為。兩共軛曲線在點的公法線必定通過節(jié)點，并經(jīng)過葉峰的圓心 ，因此三點落在同一條直線上。</p><p>　　圖3.2圓弧型線轉(zhuǎn)子嚙合示意圖</p><p>　　葉峰與葉谷相互嚙合，設嚙合點為。兩共軛曲線在點的公法線必定通過節(jié)點，并經(jīng)過葉峰的圓心 ，因此三點落在同一條直線上。 </p>

55、;<p>　　過點做的平行線交的延長線于點 M ，與軸成夾角β 。過點做 軸的平行線，交軸于點D。過點做軸的平行線，交于點Q。過點M 做 軸的平行線交的延長線于點E ，做軸的垂直線MF 。過點G 做軸的平行線，交的反向延長線于點N 。點P 是線段的中點，可以寫出：</p><p><b>　　所以有:</b></p><p><b>　?。?-

56、3） </b></p><p>　　因為有，所以 ，嚙合點在坐標系中的坐標為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　嚙合點在坐標系 中的坐標軌跡即為葉谷理論型線的參數(shù)方程，其中標軌跡即為</p><p>　　3.2.2 實際型線方程</p><p>　　

57、如圖 3.3 所示，設兩轉(zhuǎn)子之間的間隙為δ ，葉峰的實際半徑為，形成葉谷實際型線的共軛圓弧半徑為，則有：</p><p>　　圖3.3圓弧型線轉(zhuǎn)子的實際線性</p><p>　　參照式（3-2），可得出葉峰的實際型線方程：</p><p>　　參照式（3-4），可以得出葉谷實際型線方程：</p><p>　　3.4 徑距比的選取 </p

58、><p>　　轉(zhuǎn)子葉頂圓直徑D和兩轉(zhuǎn)子中心距 2a之比，稱為徑距比</p><p>　　3.3.1 葉谷曲率半徑</p><p>　　圖3.4圓弧型線轉(zhuǎn)子速度分析圖</p><p>　　如圖 3.12 所示，以轉(zhuǎn)子 為參考系，當兩轉(zhuǎn)子中線繞點旋轉(zhuǎn)時，節(jié)點 P 在轉(zhuǎn)子的節(jié)圓上運動。過轉(zhuǎn)子 的葉峰圓圓心和節(jié)點 P 作直線 L ，交以為圓心，長度b 為

59、半徑的圓于點為，所以有。 當線段以角速度ω 繞點1O 旋轉(zhuǎn)時，線段 以角速度 2ω 繞點旋轉(zhuǎn)，直線 L 上P 點和 S 點的線速度分別為：</p><p>　　從點引直線 L 的垂線并與之交于點 H ，令 在與 L 垂直方向上的分量為：</p><p><b>　　故:</b></p><p>　　設直線L與轉(zhuǎn)子的葉谷交于 G 點，則 L 為

60、葉谷在 G 點的法線，且。此時，直線L的瞬時旋中心 ，也就是該葉谷在 G 點的曲率中心，應為直線 L 在兩個無限接近位置上的交點。點P 和點S 的線速度分量又可寫為：</p><p><b>　　故有: </b></p><p>　　聯(lián)立上述兩個等式，得到: </p><p>　　轉(zhuǎn)子的葉谷在 G 點的曲率半徑為：</p><

61、;p><b>　　在中, </b></p><p><b>　　即: </b></p><p><b>　　故: </b></p><p>　　3.3.2 拐點和駐點存在的條件 </p><p>　　型線上曲率半徑無窮大（ ρ =∞）的點稱為拐點，曲率半徑為零（ ρ =0

62、）的點稱為駐點。 1. 拐點存在的條件。設時 ρ =∞，則 ，即。 在 中，當 α =0（點 G 位于連線之上）時， 達到 g 的最小值；當（G 點與P點重合）時， 達到 g 的最大值 。 由于 應滿足，即的關系，因此拐點存在的條件是：</p><p>　　由式（3-1）可知，前者為恒成立的不等式。后一個不等式可以化為：</p><p>　　2.駐點的存在條件。設</p>

63、<p><b>　　令</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　分析式（3-24），有三種情況： </p><p>　?。?）當時， ρ >0，葉谷上沒有駐點； </p><p>　?。?）當時， ρ =0，半個葉谷上有一個駐點；</p>&

64、lt;p>　　3）當時，存在兩個 g 值（不等于 ），是，即 ρ =0。此時半個葉谷上有兩個駐點。</p><p>　　所以駐點存在（ ρ =0）的條件為：</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　故有：</b></p><p>　　即：（z=3時，=0.9669

65、）</p><p>　　3.3.3 徑距比的適用范圍 </p><p>　　圖 3.12 中，當曲率中心 位于型線（ G 點）左側(cè)時， ρ >0，葉谷呈凸形；當位于G 點右側(cè)時， ρ <0，葉谷呈凹形。若G 點位置變化時，ρ 改變符號，則葉谷凹凸并存。而ρ 要改變符號，必須經(jīng)過 ρ =∞（拐點）或 ρ =0(駐點)來實現(xiàn)。 </p><p>　　1.當時

66、，葉谷呈凸形，當 時，雖然葉谷與葉根半徑交點處的曲率半徑 ρ =∞,但此處并非凹凸并存，而是雙邊凸形的。這樣的葉型密封狀況差，面積利用系數(shù)小，一般很少采用。</p><p>　　2.當時，葉谷型線上有拐點，沒有駐點，并且凹凸并存，可以和葉峰型線光滑連接。轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時，葉谷凹面與另一葉峰相互嚙合，密封區(qū)域較長。葉型面積</p><p>　　利用系數(shù)也比較大，因此實際應用較廣。 </p&g

67、t;<p>　　3.當時，葉谷上有拐點和駐點存在，型線凹凸并存。但圓弧包絡線成交叉狀，其中 為包絡線上 ρ =0的兩個駐點，線段與的交點為 。葉谷實際型線是，在處呈尖角狀（稱之為角點），嚙合時密封性能很差。這樣的葉型面積利用系數(shù)較大，如果采用，必須對角點部分進行修正。 </p><p>　　4.當時，角點會顯得非常突出，這樣的葉型不能使用。 可見，的適用范圍為。在適用范圍內(nèi)葉谷凹凸并存，沒有角點。&

68、lt;/p><p><b>　　3.5本章小結(jié)</b></p><p>　　對圓弧葉型就行了理論分析，得出了和圓弧葉型的理論型線、實際型線以及面積利用系數(shù)。圓弧葉型的面積利用系數(shù)和徑距比有關，隨著選取徑距比的增大，面積利用系數(shù)增大，但徑距比不能一味的增大，也不能過小，必須控制在一定的范圍內(nèi)，否則設計出的型線無法使用。并且兩葉和三葉的面積利用系數(shù)相差不大。所以，圓弧葉型適合

69、設計成和三葉的。</p><p>　　第四章主要零部件校核</p><p><b>　　4.1齒輪校核</b></p><p>　　4.1.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1>按傳動方案：選用直齒圓柱齒輪傳動。壓力角取20°</p><p>　　2>

70、轉(zhuǎn)子泵為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）。</p><p>　　3>材料選擇：由《機械設計》191頁表10-1選擇齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240 HBS。</p><p>　　4>齒數(shù)選擇：Z=30 </p><p>　　4.1.2按齒面接觸強度設計</p><p>　　由《機械設計》第九版設計

71、計算公式（10-11）進行試算齒輪分度圓直徑，即</p><p>　　4.1.3確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　?。?）試選載荷系數(shù)。</p><p>　?。?）由《機械設計》第九版圖10-20選取區(qū)域系數(shù)。</p><p>　　（3）由《機械設計》第九版圖10-26查得。</p><p>　　（4）計算小齒

72、輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p>　?。?）由《機械設計》第九版表10-7 選取齒寬系數(shù)</p><p>　?。?）由《機械設計》第九版表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　?。?）計算接觸疲勞許用應力由《機械設計》第九版圖10-25d按齒面硬度查得齒輪1的接觸疲勞強度極限 ；齒輪2的接觸疲勞強度極限。</p><p>　　(8)

73、由《機械設計》第九版式（10-15）計算應力循環(huán)次數(shù)。</p><p>　?。?）由《機械設計》第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。</p><p>　?。?0）計算接觸疲勞許用應力。</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機械設計》第九版式（10-14）得</p><p>　?。?1）許用接觸應力取二者較小者作

74、為該齒輪副的接觸疲勞許用應力</p><p>　　4.1.4試算小齒輪分度圓直徑</p><p>　　（1）試算小齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　==68.763</b></p><p><b>　?。?）計算圓周速度</b></p><p><b>　

75、?。?）計算齒寬</b></p><p>　?。?）計算載荷系數(shù)K。</p><p>　　已知使用系數(shù)根據(jù)v= 3.45 m/s,7級精度，由《機械設計》第九版圖10-8查得動載系數(shù)</p><p><b>　　齒輪的圓周力：</b></p><p>　　由《機械設計》第九版表10-4查得的值與齒輪的相同，故

76、</p><p>　　由《機械設計》第九版表10-3查得.故載荷系數(shù)</p><p>　　11.111.41.42=1.191</p><p>　?。?）按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-12）得</p><p><b>　?。?）計算模數(shù)</b></p><p>　　4.1.5按

77、齒根彎曲強度設計</p><p>　　《機械設計》第九版由式（10-7）</p><p>　　4.1.6確定計算參數(shù)</p><p>　?。?）計算載荷系數(shù)。</p><p><b>　　試選</b></p><p>　?。?）從《機械設計》第九版根據(jù)縱向重合 </p><p

78、><b>　?。?）查齒形系數(shù)。</b></p><p>　　由《機械設計》第九版圖10-17查得</p><p>　?。?）查取應力校正系數(shù)。</p><p>　　由《機械設計》第九版圖10-18查得</p><p>　?。?）由《機械設計》第九版圖10-24c查得齒輪1的彎曲疲勞強度極限 ；齒輪2的彎曲強度極

79、限 ；</p><p>　?。?）由《機械設計》第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；</p><p>　?。?）計算彎曲疲勞許用應力。</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4,由《機械設計》第八版式（10-12）得</p><p>　?。?）計算齒輪的 并加以比較。</p><p><b>

80、;　　=</b></p><p>　　由此可知齒輪2的數(shù)值大于齒輪1的數(shù)值，故取齒輪2的數(shù)值。</p><p><b>　　4.1.7設計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強度計算 的法面模數(shù)，取1.5，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞

81、強度得的分度圓直徑100.677mm 來計算應有的齒數(shù)。</p><p><b>　　取 ，則 </b></p><p>　　4.1.8幾何尺寸計算</p><p>　　4.1.8.1計算齒輪的分度圓直徑</p><p>　　4.1.8.2計算中心距</p><p><b>

82、　　a=</b></p><p>　　將中以距圓整為100mm.</p><p>　　4.1.8.3計算齒輪寬度</p><p>　　考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設計齒輪2和節(jié)省材料一般將小齒輪略微加寬（5-10mm）但本設計是共軛齒輪 不比考慮.故</p><p>　　4.1.9按圓整中心距后的校核強度</p>

83、<p>　　4.1.9.1齒面接觸疲勞強度校核</p><p>　　按前述做法，先計算式（10-10）中參數(shù)，計算結(jié)果如下：</p><p>　　11.111.41.42=1.191==68.763</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　代入下式：</

84、b></p><p>　　齒面接觸疲勞滿足要求，并且齒面接觸應力比標準齒輪有所下降</p><p>　　4.1.9.2齒根彎曲疲勞校核強度</p><p>　　按前述做法先計算式（10-6）中的各參數(shù) </p><p>　　齒根彎曲疲勞強度滿足要求。</p><p>　　4.1.10主要設計結(jié)論</p>

85、;<p>　　齒數(shù) 模數(shù) 齒寬</p><p><b>　　中心距a=</b></p><p>　　齒輪選用40Cr（調(diào)制）齒輪按7及精度設計 齒寬 </p><p><b>　　4.2軸的校核</b></p><p><b>　　4.2.1主動軸</b

86、></p><p>　　4.2.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　若取每級齒輪的傳動的效率,則</p><p>　　4.2.1.2求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知齒輪的分度圓直徑為</p><p>　　圓周力 ,徑向力 及軸向力 的</p><p>　

87、　4.2.1.3初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)《機械設計》第八版表15-3,取 ,于是得</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應,故需同時選取聯(lián)軸器型號.</p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故

88、取 ,則:</p><p>　　按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標準GB/T 5014-2003或手冊,選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 L=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.</p><p>　　4.2.2從動軸與主動軸相似故設計相同</p><p>　　4.2.2.1求輸出軸上

89、的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　若取每級齒輪的傳動的效率,則</p><p>　　4.2.2.2求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知齒輪1的分度圓直徑為</p><p>　　圓周力 ,徑向力 及軸向力 的</p><p>　　4.2.2.3初步確定軸的最小直徑</p><p>

90、;　　先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)《機械設計》第九版表15-3,取 ,于是得</p><p>　　4.2.2.4軸的結(jié)構設計</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸

91、端直徑取擋圈直徑D=35mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長度應比 略短一些,現(xiàn)取.</p><p>　　2)初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=32mm75mm20mm，故 ；而。

92、因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=40mm79mm26mm，故 ；而。</p><p>　　3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為40mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 。

93、齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=5mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=8mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平

94、鍵為6mm9mm17mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。</p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　主要設計轉(zhuǎn)子泵的主要零件軸和齒輪的尺寸、校核的轉(zhuǎn)子泵的主要零件軸和齒輪的強度.</p><p>　　第 5章 轉(zhuǎn)子泵三維設計</p>&

95、lt;p>　　5.1 SolidWorks 簡介 </p><p>　　SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，并且SolidWorks 件功能強大，組件繁多。SolidWorks 功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新SolidWorks 的三大點，使得 SolidWorks 成為領先的、主流的三維 CAD 解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方

96、案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。同時SolidWorks 對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。 </p><p>　　除了進行產(chǎn)品設計外，SolidWorks 還集成了強大的輔助功能，可以對設計的產(chǎn)品進行三維瀏覽、運動模擬、碰撞和運動分析、受力分析等。 </p><p>　　SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。使用 S

97、olidWorks，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。 </p><p>　　采用 SolidWorks 對于產(chǎn)品的設計生產(chǎn)而言，突出體現(xiàn)以下幾大優(yōu)點： </p><p>　　1、縮短新產(chǎn)品的研制周期，有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代和技術改進、改型； </p><p>　　2、提高產(chǎn)品的質(zhì)量； </p><p>　

98、　3、提高設計人員的工作效率； </p><p>　　4、降低生產(chǎn)成本； </p><p>　　5、增強產(chǎn)品的市場競爭能力； </p><p>　　6、提高企業(yè)的整體技術水平。 </p><p>　　在 SolidWorks 中，當生成新零件時，可以直接參考其他零件并保存這種參考關系。在裝配的環(huán)境里可以方便地設計和修改零件。在裝配體中可以動態(tài)

99、地看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。</p><p><b>　　5.2轉(zhuǎn)子泵設計</b></p><p>　　慮到轉(zhuǎn)子泵所輸送介質(zhì)的種類，以及衛(wèi)生防腐等的需求，轉(zhuǎn)子材料宜選用不銹鋼材料。如有防腐要求，也可選用其他材料，并對轉(zhuǎn)子表面進行處理，如鍍或覆蓋防腐材料</p><p>　　圖5.1三葉圓弧轉(zhuǎn)子設計圖

100、</p><p>　　轉(zhuǎn)子泵泵蓋、泵殼體造型結(jié)構要求比較復雜，必須考慮其腐蝕、衛(wèi)生以及封等要求。泵腔要求正好能夠容納轉(zhuǎn)子并要留合適的間隙，間隙的選取可參考轉(zhuǎn)子間隙章節(jié)。泵殼的進出口的連接方式要根據(jù)具體應用場合設計。轉(zhuǎn)子泵泵蓋、泵殼一般選用不銹鋼材料。</p><p><b>　　圖5.2轉(zhuǎn)子泵泵殼</b></p><p>　　圖5.3轉(zhuǎn)子泵泵殼

101、端蓋</p><p>　　轉(zhuǎn)子泵齒輪箱與轉(zhuǎn)子泵泵殼體是分開的，內(nèi)部齒輪采用飛濺潤滑，鑄造成型，灰口鑄鐵鑄造，采用 HT200 材料。</p><p>　　圖5.4轉(zhuǎn)子泵齒輪箱</p><p>　　圖5.5轉(zhuǎn)子泵車輪箱端蓋(主動軸) 圖5.6轉(zhuǎn)子泵車輪箱端蓋(從動軸)</p><p>　　圖5.7轉(zhuǎn)子泵軸承支撐件</p><

102、p>　　軸為轉(zhuǎn)子泵的重要傳動部件，轉(zhuǎn)子泵有兩根軸，主動軸和從動軸。主動軸通過連軸器連接動力源，并將轉(zhuǎn)速與扭矩通過同步齒輪傳動給從動軸。主動軸和從動軸分別通過花鍵和轉(zhuǎn)子連接，將動力傳動給轉(zhuǎn)子。在軸的設計過程中要注意花鍵和平鍵在徑向上的角度關系，使齒輪和轉(zhuǎn)子有合適的相對角度，以保證裝配后轉(zhuǎn)子在正常的工作位置上</p><p><b>　　圖5.8主動軸</b></p><

103、;p>　　在 SolidWorks 中完成轉(zhuǎn)子泵零部件的三維建模后，即可在 SolidWorks 中進行轉(zhuǎn)子泵裝配。首先插入泵殼進行定位，其他零件的裝配均已泵殼為基準。然后依次插入齒輪箱，泵蓋等部件添加配合。 為了便于裝配和減少裝配的工作量，建立多個裝配體，分別裝配兩個軸以及軸系零件和轉(zhuǎn)子。裝配的過程中，要按照預先設計轉(zhuǎn)子與軸、齒輪與軸的相對位置關系，以保證能夠正確的裝配，以免發(fā)生非設計性錯誤的轉(zhuǎn)子干涉。然后在將多個裝配體進行裝配

104、。</p><p>　　采用這種方法可以實現(xiàn)同系列的產(chǎn)品，在只從新裝配轉(zhuǎn)子就可實現(xiàn)新產(chǎn)品的裝配，可提高工作效率。 在裝配主裝配體的工作中，添加兩轉(zhuǎn)子的斷面重合。根據(jù)前面設計的同步齒輪，兩轉(zhuǎn)子間添加距離配合為100。裝配結(jié)束后，調(diào)整兩個轉(zhuǎn)子的相對位置，使兩轉(zhuǎn)子處以正常的相對位置，并也要保證同步齒輪基本處于嚙合狀態(tài)，當進行后面的三維碰撞仿真時，會自動調(diào)節(jié)為良好的相切嚙合狀態(tài)。 裝配好轉(zhuǎn)子泵的三維裝配圖如圖 5.8 所

105、示。</p><p>　　圖5.8轉(zhuǎn)子泵裝配體</p><p><b>　　5.5 本章小結(jié) </b></p><p>　　針對前面章節(jié)所繪制的轉(zhuǎn)子型線，進行了轉(zhuǎn)子三維模型建立。并設計了轉(zhuǎn)子泵其他部件的三維模型，進行了裝配。</p><p><b>　　第五章 總結(jié) </b></p>

106、<p>　　本文在分析了圓弧轉(zhuǎn)子泵的工作原理和內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒廓形成機理的基礎上，對圓弧轉(zhuǎn)子泵的關鍵部件——內(nèi)、外轉(zhuǎn)子進行設計及深入研究，采用優(yōu)化方法對圓弧轉(zhuǎn)子泵結(jié)構進行改進設計；基于 Solidworks 軟件開發(fā)了內(nèi)、外轉(zhuǎn)子專用建模軟件；最后對所設計的圓弧轉(zhuǎn)子泵流場特性進行了仿真分析，并與產(chǎn)品技術性能的測試數(shù)據(jù)進行比較以驗證仿真分析的正確性。通過對圓弧轉(zhuǎn)子泵的設計理論和方法進行基礎研究，獲得了如下結(jié)論： </p>

107、<p>　?、?基于包絡嚙合理論推導了內(nèi)轉(zhuǎn)子漸開線齒廓方程，并結(jié)合國內(nèi)外相關研究分析了圓弧轉(zhuǎn)子泵的基本參數(shù)選擇方法；研究了短幅外擺線齒廓曲率半徑對內(nèi)轉(zhuǎn)子廓形的影響，得到避免內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形產(chǎn)生頂切的約束方法。 </p><p>　　② 通過優(yōu)化分析的方法獲取了創(chuàng)成系數(shù)和弧徑系數(shù)的最佳值，并采用優(yōu)化方法對原有設計方案進行改進設計，結(jié)果表明優(yōu)化方案在不突破原邊界尺寸的條件下可使圓弧轉(zhuǎn)子泵排量指標獲得提升。

108、 </p><p>　?、?定性分析了進、排油腔結(jié)構對圓弧轉(zhuǎn)子泵容積效率的影響，提出了一種依次由漸開轉(zhuǎn)子齒廓內(nèi)等距線、圓弧過渡線和外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓內(nèi)等距線光順連接而成的新型封油曲線，有利于最大程度地利用進油慣性從而提高圓弧轉(zhuǎn)子泵的容積效率。</p><p><b>　　致 謝 </b></p><p>　　感謝機械電子工程專業(yè)全體學生以及我

109、的舍友在學習和生活我的關心和幫助，使得我的研究生生活充滿了溫暖和歡樂。我非常珍視他們的友誼，祝福他們今后工作順利！生活幸福美滿！。 衷心感謝宋愛平教授對本論文細心的評閱和寶貴指導，對本文的稿提供了莫大的幫助。 感謝培育我的母校揚州大學廣陵學院，給我提供了良好的習環(huán)境和活條件。 感謝我的父母多年來對我的養(yǎng)育和艱辛付出，你們關懷和支持給了在遠方學習的我以熱愛生活的理念和不斷前行的動力。 感謝所有關心與支持我的人們。 </p>

110、<p>　　最后，向?qū)忛啽菊撐囊约皡⒓诱撐拇疝q的專家、老師們致以真誠謝意！ </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 趙永東.螺旋式三葉羅茨泵設計與轉(zhuǎn)子 CAD 研究.哈爾濱工程大學，2001 </p><p>　　[2] 徐秀生，張維學，鄒云詳. 外環(huán)流高粘度轉(zhuǎn)子泵的研制. 石油化工設備技術

111、，2001,22</p><p><b>　?。?）：32~36</b></p><p>　　[3] 張鐵柱，張洪信，趙紅. 非接觸式轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子理論型線與實際型線設計. 機械工程學</p><p>　　報，2002,38(11)：152~155 </p><p>　　[4] 林洪義. 回轉(zhuǎn)式容積泵理論與設計.

112、 北京：兵器工業(yè)出版社，1995，229~243 </p><p>　　[5] 黃建龍，張輝. 外環(huán)流旋轉(zhuǎn)活塞泵轉(zhuǎn)子加工形線的確定. 甘肅工業(yè)大學學報，2000，</p><p>　　26（1）：32~35 </p><p>　　[6] 《往復泵設計》編寫組. 往復泵設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1987 </p><p>　　[

113、7] P. Ghosh，M. A. Kamoji，S. B. Kedare，et al. Model Testing of Single- and Three-Stage </p><p>　　Modified Savonius Rotors and Viability Study of Modified Savonius Pump Rotor </p><p>　　S

114、ystems. International Journal of Green Energy，2009，6（1）：22~41 </p><p>　　[8] Chiu-Fan Hsieh，Yii-Wen Hwang. Tooth profile of a Roots rotor with a variable trochoid </p><p>　　ratio. Mathematical &a

115、mp; Computer Modelling. 2008.48(2)：19~33 </p><p>　　[9] Decai Li，Haiping Xu，Xinzhi He，et al. Study on the magnetic fluid sealing for dry Roots </p><p>　　pump. Journal of Magnetism and Magnetic Ma