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VICKERS齒輪泵嚙合特性分析及CAD技術研究 
VICKERS齒輪泵是液壓傳動與控制、介質輸送、計量等領域中的重要裝備,具有體積小,重量輕,噪聲低,自吸性好,流量脈動小等優(yōu)點,廣泛應用于石油化工、航空、船舶、能源等國民經(jīng)濟的重要領域。但由于內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵齒廓形狀復雜,加工較為困難,我國內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的研究和開發(fā)較為落后。

VICKERS齒輪泵嚙合特性分析及CAD技術研究
隨著科學技術的不斷發(fā)展和應用,一些新的研發(fā)技術應運而生,作為設計、開發(fā)新產(chǎn)品的重要手段,CAD和CAE技術對內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的研發(fā)起到了很大的推進作用。以內(nèi)嚙合少齒差擺線VICKERS齒輪泵為研究對象,利用嚙合理論、CAD/CAE等技術對內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的嚙合特性、齒根應力影響因素、輪齒齒廓參數(shù)化繪圖等方面進行了較系統(tǒng)的研究,而這些工作正是開發(fā)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的基礎和關鍵。所做的工作主要有:根據(jù)內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的嚙合特點,利用嚙合理論推導了擺線輪的齒廓方程,對嚙合界限、重合度等嚙合特性進行了分析,討論了齒根過渡曲線的構造方法,并利用數(shù)值計算等方法得出理論齒廓各段的有效范圍,完善了內(nèi)嚙合擺線泵的設計理論和方法。在對內(nèi)嚙合擺線齒輪的齒廓方程和齒根過渡圓弧分析的基礎上,利用Visual Basic語言開發(fā)了泵齒輪齒廓的自動生成程序,實現(xiàn)了完整齒廓的參數(shù)化繪制,所生成的齒廓坐標點和三維實體圖為擺線輪的數(shù)控加工和強度分析打下了基礎。基于內(nèi)嚙合擺線泵輪齒少齒數(shù)、大模數(shù)等特點,應用SolidWorks和ZRCAE平臺建立了輪齒的CAE分析模型,分析了齒根圓弧類型、圓角半徑等因素對輪齒齒根應力的影響。參數(shù)化設計技術是實現(xiàn)企業(yè)快速設計的有效途徑,當前主流的CAD軟件也都實現(xiàn)了參數(shù)化功能。但是,由于通用的CAD軟件注重功能的全面性,幾乎涵蓋了制造業(yè)的方方面面,而專業(yè)針對性差,并不能很好地滿足企業(yè)實際設計的要求,參數(shù)化設計技術并未真正發(fā)揮出應有的效益。所以必須在通用CAD軟件的基礎上進行二次開發(fā),實現(xiàn)其專業(yè)化、本地化。深入地研究了零件參數(shù)化設計方法,并提出了基于裝配約束的零部件參數(shù)化設計方法,結合SolidWorks二次開發(fā)技術,開發(fā)了外嚙合VICKERS齒輪泵參數(shù)化設計系統(tǒng)。對VICKERS齒輪泵的齒輪、傳動軸、軸向間隙、花鍵等零部件進行了參數(shù)優(yōu)化,以泵體的體積zui小為目標函數(shù),多零件約束為約束條件,建立了外嚙合VICKERS齒輪泵的基本參數(shù)優(yōu)化設計數(shù)學模型,并運用遺傳算法對模型進行求解。通過分析VICKERS齒輪泵各個零部件的主要參數(shù)與次要參數(shù)之間的數(shù)學關系,建立了關聯(lián)參數(shù)函數(shù),并在此基礎上創(chuàng)建了VICKERS齒輪泵參數(shù)化特征模型:實現(xiàn)了零部件參數(shù)化的程序編制。創(chuàng)建了VICKERS齒輪泵裝配體和零部件的數(shù)據(jù)庫,并利用ADO技術對數(shù)據(jù)庫進行管理;實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫中各參數(shù)信息的查詢、輸出、修改、刪除和保存等操作。通過完整的齒輪優(yōu)化程序、參數(shù)化特征建模,大大縮短了VICKERS齒輪泵的設計周期,降低了VICKERS齒輪泵的研制成本,這對VICKERS齒輪泵的研制有積極的幫助。

VICKERS齒輪泵嚙合特性分析及CAD技術研究
根據(jù)擺線泵的嚙合特點,對內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵的流量特性進行了分析,推導了瞬時流量的計算公式,建立了流量脈動率的理論計算模型,提高了設計分析精度。在保證VICKERS齒輪泵正常傳動、強度、齒形限制等條件下,以泵單位體積的排量zui大等為設計目標,建立擺線泵的優(yōu)化設計模型,并通過VisualBasic編程,實現(xiàn)了內(nèi)嚙合擺線VICKERS齒輪泵幾何參數(shù)的優(yōu)化設計。