齒輪泵畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、摘要：在當(dāng)今社會(huì)泵的應(yīng)用是很廣泛的,在國民經(jīng)濟(jì)的許多部門要用到它。在供給系統(tǒng)中幾乎是不可缺少的一種設(shè)備。在泵的實(shí)際應(yīng)用中損耗嚴(yán)重，特別是化工用泵在實(shí)際應(yīng)用中損耗，主要是軸封部分，在輸送過程中由于密封不當(dāng)而出現(xiàn)泄漏造成重大損失和事故。軸封有填料密封和機(jī)械密封。填料密封使用周期短，損耗高，效率低。本設(shè)計(jì)使用機(jī)械密封。主要以自己設(shè)計(jì)的離心泵為基礎(chǔ)，對(duì)泵的密封進(jìn)行改進(jìn)，以減少損耗，提高離心泵壽命。關(guān)鍵詞：泵 填料密封 機(jī)械密封畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表

2、或撰寫過的研究成果。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名： 日期：畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解*學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 日期：注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要

3、（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)

4、用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它第一章 引言1.1 本課題研究意義齒輪泵是在工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)用極其廣泛的重要裝置之一，尤其是在液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)中占有很大的比重，它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、自吸性能好、耐污染、使用可靠、壽命較長、制造容易、維修方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)L一”。但同時(shí)齒輪泵也還存在一些不足，如困油現(xiàn)象比較嚴(yán)重、流量和壓力脈動(dòng)較大、徑向力不平衡、泄漏大、噪聲高及易產(chǎn)生氣穴等缺點(diǎn)

5、，這些特性和缺點(diǎn)都直接影響著齒輪泵的質(zhì)量。隨著齒輪泵在高溫、高壓、大排量、低流量脈動(dòng)、低噪音等方面發(fā)展及應(yīng)用，對(duì)齒輪泵的特性研究及提高齒輪泵的安全和效率已成為國內(nèi)外深入研究的課題。外嚙合齒輪泵是應(yīng)用最廣泛的一種齒輪泵( 稱為普通齒輪泵)， 其設(shè)計(jì)及生產(chǎn)技術(shù)水平也最成熟。多采用三片式結(jié)構(gòu)、浮動(dòng)軸套軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施， 并采用平槽以減小齒輪( 軸承) 的徑向不平衡力。目前，這種齒輪泵的額定壓力可達(dá)25 MPa。但是, 由于這種齒輪泵的齒數(shù)較少，導(dǎo)致其流量脈動(dòng)較大由于齒輪泵在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，因此，吸引了大量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。目前，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于齒輪泵的研究主要集中在以下方面：齒輪參數(shù)及泵體

6、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；齒輪泵間隙優(yōu)化及補(bǔ)償技術(shù)；困油沖擊及卸荷措施；齒輪泵流量品質(zhì)研究；齒輪泵的噪聲控制技術(shù)；輪齒表面涂覆技術(shù)；齒輪泵的變量方法研究；齒輪泵的壽命及其影響因素研究；齒輪泵液壓力分析及其高壓化的途徑；水介質(zhì)齒輪泵基礎(chǔ)理論研究 。綜上所知，對(duì)齒輪泵的自主研發(fā)和設(shè)計(jì)對(duì)我國尤為重要。特別是在提高其效力和降低噪音和振動(dòng)方面。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)書是設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)外嚙合容積式齒輪泵，適用于輸送不含固體顆粒和纖維，無腐蝕性，溫度1080，粘度為1º8 º的潤滑油。在輸油系統(tǒng)中可用作傳輸、增壓泵、潤滑油泵。技術(shù)參數(shù)(1) 排量：40 L/min(2) 壓力：2.5 MPa(3) 容

7、積效率：941.2 齒輪泵的發(fā)展研究現(xiàn)狀早在二千多年前，人類就發(fā)明了齒輪傳動(dòng)裝置。早期的齒輪采用木料或金屬鑄造成形，只能傳遞兩軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性，承載能力也很小。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默首次提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對(duì)齒輪進(jìn)行了大量的研究。1733年法國數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律;1765年瑞士數(shù)學(xué)家LEuler建議采用漸開線作齒廓曲線。漸開線圓柱齒輪自L.Euler提出后，特別是19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī)，解決了漸開線齒輪的大量生產(chǎn)和精度問題，使?jié)u開線齒輪

8、取得了在工業(yè)界的絕對(duì)優(yōu)勢地位。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，齒輪傳動(dòng)作為機(jī)械傳動(dòng)的重要組成部分，由于其傳動(dòng)功率大、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比精確、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在化工、汽車、船舶、航空、能源等國民經(jīng)濟(jì)的重要領(lǐng)域中。齒輪泵作為齒輪在工業(yè)中應(yīng)用的一種重要裝置，在液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)中占有很大比重，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、自吸性好、耐污染、使用可靠、壽命較長、制造容易、維修方便、價(jià)格便宜。但漸開線型齒輪泵也有不少缺點(diǎn)，主要是流量和困油引起的壓力脈動(dòng)較大、噪聲較大、排量不可變、高溫效率低等。這些缺點(diǎn)在某些結(jié)構(gòu)經(jīng)過改進(jìn)的齒輪泵上己得到了很大的改善。近年來，齒輪泵的工作壓力有了很大提高，

9、額定壓力可達(dá)到25MPa，最高壓力可達(dá)31.SMPa。另外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也有不少改進(jìn)，特別是三聯(lián)、四聯(lián)齒輪泵的問世，部分地彌補(bǔ)了齒輪泵不能變量的缺點(diǎn)。而復(fù)合齒輪泵的出現(xiàn)使齒輪泵的流量均勻性得到了很大的改善。其使用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，許多過去使用柱塞泵的液壓設(shè)備也已改用齒輪泵(如工程起重機(jī)等)。外觀上，2003年，由美國哥倫比亞大學(xué)學(xué)者sureshBabuKasaragaddat7在研究一種結(jié)構(gòu)相同而嚙合齒輪齒數(shù)不等的外嚙合齒輪泵流量脈動(dòng)的情況下，通過數(shù)學(xué)手段分析，當(dāng)增加泵的自然諧波時(shí)，能設(shè)計(jì)出一種主動(dòng)齒輪齒數(shù)多、從動(dòng)齒輪齒數(shù)少的齒輪泵，該齒輪泵的排量及流量脈動(dòng)振幅沒減少但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面與傳統(tǒng)齒輪泵相

10、比具有外形簡單，體積更小的特點(diǎn)。不過，齒輪泵也有不少缺點(diǎn)，主要是流量和困油引起的壓力脈動(dòng)較大，噪聲較大，排量不可變，高溫效率較低。這些缺點(diǎn)在某些結(jié)構(gòu)經(jīng)過改進(jìn)的齒輪泵上，己得到很大的改善。江蘇工業(yè)學(xué)院祝海林教授等人針對(duì)現(xiàn)有高粘度齒輪泵結(jié)構(gòu)單一、徑向力不平衡、軸承受力大造成磨損嚴(yán)重、流量及壓力脈動(dòng)大等問題，綜合行星傳動(dòng)及齒輪泵原理，提出了將外嚙合與內(nèi)嚙合兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合構(gòu)成高粘度復(fù)合齒輪泵的設(shè)想，闡述了新型齒輪泵的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)，得出了理論排量的計(jì)算公式。研究表明:新型齒輪泵的高低壓腔對(duì)稱、齒輪與軸受力平衡。它具有內(nèi)泄漏小、軸承及泵的壽命長、輸出排量成倍增加而流量脈動(dòng)小等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前

11、景。齒輪泵可分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩大類，國外某些工業(yè)發(fā)達(dá)國家齒輪泵的產(chǎn)量在液壓泵中占有很大比重與外嚙合齒輪泵相比內(nèi)嚙合齒輪泵以其體積小，重量輕、噪聲低、自吸性能好、流量脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)而倍受重視，其產(chǎn)量在齒輪泵的總產(chǎn)量中占有很大比例。一些發(fā)達(dá)國家內(nèi)嚙合與外嚙合齒輪泵的產(chǎn)量比接近于1:1。齒輪泵是我國最早生產(chǎn)的液壓元件之一，壓力從0.5MPa至25Mpa(最高壓力達(dá)到31.SMpa)，流量從3Umin至4OOL/min的齒輪泵均有生產(chǎn);我國的內(nèi)嚙合齒輪泵產(chǎn)量不大，特別是內(nèi)嚙合擺線齒輪泵和其它非漸開線齒廓嚙合齒輪泵，基本還處于初級(jí)階段。目前，我國的齒輪泵產(chǎn)品性能還比較低，與國外同類產(chǎn)品相比，還有不小的差

12、距。第二章 齒輪泵簡介2.1 齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的工作原理圖如圖2-1所示：圖2-1齒輪泵工作原理圖由圖可見，這種泵的殼體內(nèi)裝有一對(duì)外嚙合齒輪。由于齒輪端面與殼體 端蓋之間的縫隙很小，齒輪齒頂與殼體內(nèi)表面的間隙也很小，因此可以看成將齒輪泵殼體內(nèi)分隔成 左、右兩個(gè)密封容腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)的齒輪逐漸脫離嚙合，露出齒間。因此這 一側(cè)的密封容腔的體積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經(jīng)泵的吸油 口進(jìn)入這個(gè)腔體，因此這個(gè)容腔稱為吸油腔。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)齒間中的油液從右側(cè)被帶到 了左側(cè)。在左側(cè)的密封容腔中，輪齒逐漸進(jìn)入嚙合,使左側(cè)密封容腔的體積逐漸減小，把齒

13、間的油 液從壓油口擠壓輸出的容腔稱為壓油腔。當(dāng)齒輪泵不斷地旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪泵的吸、壓油口不斷地吸油 和壓油，實(shí)現(xiàn)了向液壓系統(tǒng)輸送油液的過程。在齒輪泵中，吸油區(qū)和壓油區(qū)由相互嚙合的輪齒和泵體分隔開來，因此沒有單獨(dú)的配油機(jī)構(gòu)。齒輪泵是容積式回轉(zhuǎn)泵的一種，其工作原理是：齒輪泵具有一對(duì)互相嚙合的齒輪，齒輪（主動(dòng)輪）固定在主動(dòng)軸上，齒輪泵的軸一端伸出殼外由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪泵的另一個(gè)齒輪（從動(dòng)輪）裝在另一個(gè)軸上，齒輪泵的齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體沿吸油管進(jìn)入到吸入空間，沿上下殼壁被兩個(gè)齒輪分別擠壓到排出空間匯合（齒與齒嚙合前），然后進(jìn)入壓油管排出。齒輪泵的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、造價(jià)低。但與其他類型泵比較，

14、有效率低、振動(dòng)大、噪音大和易磨損的缺點(diǎn)。齒輪泵適合于輸送黏稠液體。2.2 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒輪采用具有國際九十年人先進(jìn)水平的新技術(shù)-雙圓弧正弦曲線齒型圓弧。它與漸開線齒輪相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是齒輪嚙合過程中齒廓面沒有相對(duì)滑動(dòng)，所以齒面無磨損、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、無困液現(xiàn)象，噪聲低、壽命長、效率高。該泵擺脫傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的束縛，使得齒輪泵在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用上進(jìn)入了一個(gè)新的領(lǐng)域。泵設(shè)有差壓式安全閥作為超載保護(hù)，安全閥全回流壓力為泵額定排出壓力1.5倍。也可在允許排出壓力范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要另行調(diào)整。但是此安全閥不能作減壓閥長期工作，需要時(shí)可在管路上另行安裝。該泵軸端密封設(shè)計(jì)為兩種形式，一種是機(jī)械密封，另一種是填料密封，可根據(jù)具體使用情況和用戶要求確定。2.3 困油現(xiàn)象及卸荷困油現(xiàn)象齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，于是總有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對(duì)輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個(gè)封閉的容腔開始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，并且從縫隙中擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，并致使機(jī)件受到額外的負(fù)載；而封閉腔容積的增大又造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)