高壓螺旋轉子泵及其復雜刀具設計系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、齒輪泵作為一種能量轉換裝置在國民經濟中起著不可替代的作用。隨著社會的發(fā)展,人們對環(huán)保意識和能源危機的概念越來越強。傳統(tǒng)齒輪泵的低壓、流量脈動大、噪聲大、效率低等問題越來越突出。國外高壓螺旋轉子泵的出現給齒輪泵提供了一個新的發(fā)展方向。高壓螺旋轉子泵不僅繼承了傳統(tǒng)齒輪泵結構簡單的優(yōu)點,而且擁有高壓、流量脈動小、低噪聲等優(yōu)點。然而國內對高壓螺旋轉子泵的理論研究處于起步階段,缺乏一套完善的理論體系。本文就是以高壓螺旋轉子泵為研究對象,建立一套高

2、壓螺旋轉子泵的轉子的型線設計原則、嚙合特性的分析、泵性能特性的分析、泵的結構設計、轉子制造加工技術等較為完善的理論體系。
　　本文首先從嚙合齒面出發(fā),確定了一點連續(xù)接觸的齒廓方程,很好的解決了傳統(tǒng)齒輪泵存在的困油現象。根據齒廓方程,建立了螺旋轉子的數學模型并理論推導了齒輪的嚙合特性,進一步證明了轉子齒廓一點連續(xù)接觸的特征。然后對螺旋轉子泵進行了詳細的特性分析,建立了泵腔和進出油口的數學模型,理論推導出了泵的排量流量、進出油口尺寸、

3、徑向力和徑向力波動等參數公式,分析歸納出螺旋轉子泵3大特性:流量無脈動、齒輪軸的軸向力和扭矩恒定和徑向力大且存在波動。
　　在推導的螺旋轉子泵的理論基礎上,根據泵的技術指標確定了螺旋轉子的齒輪參數和泵的性能參數(工作壓力25MPa、流量90.65L/min,流量脈動0％)。確定了泵的性能參數后完成了對泵的結構設計,主要包括泵的整體尺寸設計和泵的主要組成零部件的ANSYS仿真分析。ANSYS仿真分析則包括泵體壁厚的優(yōu)化分析、主動齒輪

4、軸的模態(tài)分析、齒輪軸的靜態(tài)分析和齒輪接觸分析。ANSYS仿真分析確定了泵體壁厚尺寸、主動齒輪軸的振動型式、齒輪軸危險截面的應力和變形、齒輪嚙合接觸的受力情況等,很好的驗證了泵的結構尺寸設計的可靠性。
　　針對螺旋轉子的特殊齒廓形狀,本文專門對螺旋轉子的復雜加工刀具——銑刀和滾刀進行了設計。以空間嚙合原理為基礎,設計推導銑刀的回轉面齒廓和滾刀的基本蝸桿,并分別對正前角銑刀廓形和正前角滾刀的前刀面齒形進行了詳細的推導,完成了對銑刀和滾