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文檔簡介
1、畢業(yè)論文 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)中設(shè)計(jì)的齒輪泵排量較小安全性較高,軸封設(shè)計(jì)合理,精度較高,齒輪泵使用壽命較高。關(guān)鍵詞: 泵 填料密封 機(jī)械密封 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書( 4 )二、齒輪的設(shè)計(jì)與校核( 5 )三、卸荷槽的計(jì)算( 12 )四、泵體的校核( 13 )五、滑動(dòng)軸承的計(jì)算( 14 )六、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算
2、( 17 )七、連接螺栓的選擇與校核( 18 )八、連接螺栓的選擇與校核( 20 )九、齒輪泵進(jìn)出口大小確定( 21 )十、齒輪泵的密封( 22 )十一、法蘭的選擇( 23 )十二、鍵的選擇( 24 )十三、鍵的選擇( 25 )設(shè)計(jì)小結(jié)( 27 ) 參考文獻(xiàn)( 29 )一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:齒輪泵設(shè)計(jì)工作條件:使用年限10年(每年工作300天),工作為二班工作制。原始數(shù)據(jù):理論排量:125ml/r;額定壓力:6.3MPa;工作介質(zhì)軸承油:220注意事項(xiàng):課程設(shè)計(jì)任務(wù)書:1)測繪一套相近部件或產(chǎn)品,完成測繪圖;2)根據(jù)給定要求設(shè)計(jì)齒輪泵,完成一套齒輪泵裝配圖和全部非標(biāo)零件圖;3)完成全部零件三
3、維實(shí)體造型,并進(jìn)行數(shù)字裝配;4)完成齒輪泵標(biāo)準(zhǔn)件的計(jì)算選型5)完成齒輪泵非標(biāo)零件精度設(shè)計(jì)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),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
4、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
5、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,工作介質(zhì)軸承油:220在輸油系統(tǒng)中可用作傳輸、增壓泵、潤滑油泵。 1.2 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
6、,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。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
7、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,還有不小的差距。 &
8、#160;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
9、體積逐漸減小,把齒間的油 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
10、、體積小、重量輕、造價(jià)低。但與其他類型泵比較,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
11、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)象。 危害徑向不平衡力很大時(shí)能使軸彎曲,齒頂與殼體接觸,
12、同時(shí)加速軸承的磨損,降低軸承的壽命。 消除困油現(xiàn)象方法消除困油的方法,通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽,使封閉腔容積減小時(shí)通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通,容積增大時(shí)通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。 第三章 齒輪泵總體設(shè)計(jì)一、主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)任務(wù)要求,此型齒輪油泵的主要技術(shù)參數(shù)確定為:理論排量:125ml/r額定壓力:額定轉(zhuǎn)速:552r/min容積效率:90%二、設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容由于本設(shè)計(jì)所給的工作介質(zhì)的粘度為220,由表一進(jìn)行插補(bǔ)可得此設(shè)計(jì)最大節(jié)圓線速度為。節(jié)圓線速度V:式中D節(jié)圓直徑(mm)n轉(zhuǎn)速表2.1 齒輪泵節(jié)圓極限速度和油的粘度關(guān)系液體粘度12457615230052076
13、0線速度543流量與排量關(guān)系式為:流量理論排量(ml/r)齒數(shù)Z的確定,應(yīng)根據(jù)液壓泵的設(shè)計(jì)要求從流量、壓力脈動(dòng)、機(jī)械效率等各方面綜合考慮。從泵的流量方面來看,在齒輪分度圓不變的情況下,齒數(shù)越少,模數(shù)越大,泵的流量就越大。從泵的性能看,齒數(shù)減少后,對(duì)改善困油及提高機(jī)械效率有利,但使泵的流量及壓力脈動(dòng)增加。目前齒輪泵的齒數(shù)Z一般為6-19。對(duì)于低壓齒輪泵,由于應(yīng)用在機(jī)床方面較多,要求流量脈動(dòng)小,因此低壓齒輪泵齒數(shù)Z一般為13-19。齒數(shù)14-17的低壓齒輪泵,由于根切較小,一般不進(jìn)行修正。3.確定齒寬。齒輪泵的流量與齒寬成正比。增加齒寬可以相應(yīng)地增加流量。而齒輪與泵體及蓋板間的摩擦損失及容積損失的
14、總和與齒寬并不成比例地增加,因此,齒寬較大時(shí),液壓泵的總效率較高.一般來說,齒寬與齒頂圓尺寸之比的選取范圍為0.20.8,即:Da齒頂圓尺寸(mm)對(duì)于低壓齒輪泵來說,確定模數(shù)主要不是從強(qiáng)度方面著眼,而是從泵的流量、壓力脈動(dòng)、噪聲以及結(jié)構(gòu)尺寸大小等方面。通過對(duì)不同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪油泵進(jìn)行方案分析、比較結(jié)果,確定此型齒輪油泵的齒輪參數(shù)如下:(1)模數(shù)(2)齒數(shù)(3)齒寬因?yàn)辇X輪的齒數(shù)為18,不會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象,所以在這里不考慮修正,以下關(guān)于齒輪參數(shù)的計(jì)算均按標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)經(jīng)行。(4)理論中心距 (5)實(shí)際中心距(6)齒頂圓直徑(7)基圓直徑(8)基圓節(jié)距(9)齒側(cè)間隙(10)嚙合角(11)齒頂高
15、(12)齒根高(13)全齒高(14)齒根圓直徑(15)徑向間隙(16)齒頂壓力角 (17)分度圓弧齒厚(18)齒厚s(19)齒輪嚙合的重疊系數(shù)(20)公法線跨齒數(shù)(21)公法線長度(此處按側(cè)隙 計(jì)算)(22)油泵輸入功率式中:N - 驅(qū)動(dòng)功率 (kw)p -工作壓力 (MPa)q - 理論排量 (mL/r)n - 轉(zhuǎn)速 (r/min)- 機(jī)械效率,計(jì)算時(shí)可取0.9。三、校核此設(shè)計(jì)中齒輪材料選為40cr,調(diào)質(zhì)后表面淬火表示齒輪的工作環(huán)境(主要是振動(dòng)情況)對(duì)其造成的影響,使用系數(shù)的確定:表2.3 使用系數(shù)原動(dòng)機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微振動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)均勻平穩(wěn)輕微振動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)液
16、壓裝置一般屬于輕微振動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)所以按上表中可查得可取為。齒輪精度此處取7表2.4 各種機(jī)器所用齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)范圍機(jī)器名稱精度等級(jí)機(jī)器名稱精度等級(jí)汽輪機(jī)3 6拖拉機(jī)6 10金屬切削機(jī)床3 8通用減速器6 9航空發(fā)動(dòng)機(jī)4 8鍛壓機(jī)床6 9輕型汽車5 8起重機(jī)7 10載重汽車7 9農(nóng)業(yè)機(jī)械8 11表示由于齒輪制造及裝配誤差造成的不定常傳動(dòng)引起的動(dòng)載荷或沖擊造成的影響。動(dòng)載系數(shù)的實(shí)用值應(yīng)按實(shí)踐要求確定,考慮到以上確定的精度和輪齒速度,偏于安全考慮,此設(shè)計(jì)中取為。是由于齒輪作不對(duì)稱配置而添加的系數(shù),此設(shè)計(jì)齒輪對(duì)稱配置,故取。5.一對(duì)相互嚙合的齒輪當(dāng)在嚙合區(qū)有兩對(duì)或以上齒同時(shí)工作時(shí),載荷應(yīng)分配在這兩
17、對(duì)或多對(duì)齒上。但載荷的分配并不平均,因此引進(jìn)齒間載荷分配系數(shù)以解決齒間載荷分配不均的問題。對(duì)直齒輪及修形齒輪,取=1數(shù)單位,數(shù)值列表見表3表2.5 彈性模量齒輪材料彈性模量配對(duì)齒輪材料灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼夾布塑料1180001730002020002060007850鍛鋼鑄鋼188球墨鑄鐵灰鑄鐵此設(shè)計(jì)中齒輪材料選為40cr,調(diào)質(zhì)后表面淬火,由上表可取。.彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)數(shù)的選擇對(duì)一般的齒輪傳動(dòng),因絕對(duì)尺寸,齒面粗糙度,圓周速度及潤滑等對(duì)實(shí)際所用齒輪的疲勞極限影響不大,通常不予以考慮,故只需考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)對(duì)疲勞極限的影響即可。齒輪的許用應(yīng)力 按下式計(jì)算S疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。對(duì)解除疲勞強(qiáng)度計(jì)
18、算,由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲,振動(dòng)增大,并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果,故可取。但對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說,如果一旦發(fā)生斷齒,就會(huì)引起嚴(yán)重事故,因此在進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取 。壽命系數(shù)。彎曲疲勞壽命系數(shù)查圖1。循環(huán)次數(shù)N的計(jì)算方法是:設(shè)n為齒輪的轉(zhuǎn)速(單位是r/min);j為齒輪每轉(zhuǎn)一圈,同一齒面嚙合次數(shù);為齒輪的工作壽命(單位為h),則齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N按下式計(jì)算:(1)設(shè)齒輪泵功率為,流量為Q,工作壓力為P,則(2)計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(3)(4)(5)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 (6)計(jì)算循環(huán)應(yīng)力次數(shù)(7)由機(jī)設(shè)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)(8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
19、取失效概率為,安全系數(shù)S=1(9)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度齒數(shù)比(1)由圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 (2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)則: (4)載荷系數(shù) (5)查取齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)(6)計(jì)算齒根危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度<所以,所選齒輪參數(shù)符合要求。三、卸荷槽的計(jì)算此處按“有側(cè)隙時(shí)的對(duì)稱雙矩形卸荷槽”計(jì)算。(1)兩卸荷槽的間距a(2)卸荷槽最佳長度c的確定(3)卸荷槽深度四、泵體的校核泵體材料選擇球墨鑄鐵(QT600-02)。由機(jī)械手冊(cè)查得其屈服應(yīng)力為300420MPa。因?yàn)殍T鐵是脆性材料,因此其許用拉伸應(yīng)力的值應(yīng)該取為屈服極限應(yīng)力即的
20、值應(yīng)為300420MPa泵體的強(qiáng)度計(jì)算可按厚薄壁圓筒粗略計(jì)算拉伸應(yīng)力計(jì)算公式為 式中泵體的外半徑(mm)齒頂圓半徑(mm)泵體的試驗(yàn)壓力(MPa)一般取試驗(yàn)壓力為齒輪泵最大壓力的兩倍。即 因?yàn)榇鷶?shù)得考慮加工設(shè)計(jì)等其他因素,所以泵體的外半徑取為。五、滑動(dòng)軸承的計(jì)算選擇軸承的類型選整體式液體靜壓軸承:因?yàn)榇朔N類類型的軸承用于低速輕載,且難以形成穩(wěn)定油膜。軸承材料選擇及性能計(jì)算軸承寬度材料類別牌號(hào)(名稱)p/MPav/m/spv/MPa.m/s最高工作溫度軸頸硬度、BHS鋁青銅ZCuAll0Fe3(10-3鋁青銅一般軸承的寬徑比B/d范圍在0.3-1.5,寬徑比小,有利于提
21、高運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性,提高端卸量以降低溫度。但軸承寬度越小,軸承承載能力也隨之降低。綜合考慮寬經(jīng)比取0.5 所以軸承寬度 計(jì)軸頸圓周速度(1)按從動(dòng)齒輪所受徑向力計(jì)算,兩滑動(dòng)軸承所受徑向力之和為式中:p的單位為,和的單位為。每個(gè)軸承所受徑向力為(2)軸承PV值(3)齒輪軸頸線速度(4)軸承單位平均壓力(比壓)(5) 選擇軸瓦材料查機(jī)械設(shè)計(jì)中表12-2,在保證的條件下,選定軸承材料為ZCuAll0Fe3(6)換算出潤滑油的動(dòng)力粘度已知選用的潤滑油的運(yùn)動(dòng)粘度v=220cSt取潤滑油密度潤滑油的動(dòng)力粘度(7)計(jì)算相對(duì)間隙由式(8)計(jì)算直徑間隙(9)計(jì)算承載量系數(shù)由式(10)計(jì)算軸承偏心率根據(jù)的值查機(jī)械設(shè)計(jì)中
22、表12-6,經(jīng)過查算求出偏心率(11)計(jì)算最小油膜厚度由式(12)確定軸頸、軸承孔表面粗糙度十點(diǎn)高度按照加工加工精度要求取軸頸表面粗糙度為0.8,軸承孔表面粗糙度為1.6,查機(jī)械械設(shè)計(jì)書中表7-6得軸頸,軸承孔。(13)計(jì)算許用油膜厚度取安全系數(shù)S=2,由式因,故滿足工作可靠性要求。(14)計(jì)算軸承與軸頸的摩擦系數(shù)因軸承的寬徑比B/d=0.5,取隨寬徑比變化的系數(shù),計(jì)算摩擦系數(shù) (15)查出潤滑油流量系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)書中圖12-16,得潤滑油流量系數(shù)(16)計(jì)算潤滑油溫升按潤滑油密度,取比熱容,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),由式(17)計(jì)算潤滑油入口溫度由式因一般取故上述入口溫度適合。(18)選擇配合根據(jù)直徑間
23、隙,查得軸承孔尺寸公差為mm,軸頸尺寸公差mm。(19)求最大、最小間隙因,在,估算配合合用六、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算 1.聯(lián)軸器類型選擇:為了隔離振動(dòng)與沖擊,選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。2.載荷計(jì)算:設(shè)齒輪泵所需功率為Q流量P工作壓力公稱轉(zhuǎn)矩: 由機(jī)械設(shè)計(jì)表14-1查得取,故由式(14-1)計(jì)算轉(zhuǎn)矩為: 圖6.1 聯(lián)軸器由機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)P143表6-97得剛性凸緣聯(lián)軸器(GB/T58432003)軸孔直徑為28的聯(lián)軸器工程轉(zhuǎn)矩為224N.m,許用最大轉(zhuǎn)速為9000r/min,,故選用軸孔直徑為28mm的聯(lián)軸器滿足要求。型號(hào)軸孔長度L/mmL1/mmD1/mmD/mmd/mmd1/mmJ型44
24、62551052848七、軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可以分為三種:1.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算;2.按彎矩合成剛度計(jì)算;3.精確強(qiáng)度校核計(jì)算。根據(jù)任務(wù)要求我們選擇第一種,此法用于計(jì)算傳遞扭矩,不受或受較小彎矩的軸。材料選用40Cr ,d-軸端直徑,mmP-軸所傳遞的功率,Kwn-軸的工作轉(zhuǎn)速,r/min-許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力,Mpa又為,考慮有兩個(gè)鍵槽,將直徑增大,則:,考慮加工安全等其他因素,則取。軸在載荷作用下會(huì)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形,故要進(jìn)行剛度校核。軸的剛度分為扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度兩種,前者用扭轉(zhuǎn)角衡量,后者以撓度和偏轉(zhuǎn)角來衡量。軸的扭轉(zhuǎn)剛度軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核是計(jì)算軸的在工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)變形量,是用每米軸
25、長的扭轉(zhuǎn)角度量的。軸的扭轉(zhuǎn)變形要影響機(jī)器的性能和工作精度。軸的扭轉(zhuǎn)角查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-1-20可知滿足要求。2、軸的彎曲剛度軸在受載的情況下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形,過大的彎曲變形也會(huì)影啊軸上零件的正常工作, 因此,本泵的軸也必須進(jìn)行彎曲剛度校核,軸的徑向受到力與齒輪沿齒輪圓周液壓產(chǎn)生的徑向力和由齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力和相等。在實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用近似計(jì)算作用在從動(dòng)齒輪上的徑向力,即軸在徑向受到的力為。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得故可得軸滿足要求。八、連接螺栓的選擇與校核1.螺栓選用 材料:低碳鋼由于螺栓組是塑性的,故可根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出預(yù)緊狀態(tài)下的計(jì)算應(yīng)力對(duì)于普通螺栓連接在擰緊時(shí)雖是同時(shí)受拉伸和扭轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用,單
26、在計(jì)算時(shí),只按拉伸強(qiáng)度計(jì)算,并將所受的拉力增大30%來考慮扭轉(zhuǎn)的影響。 F螺栓組拉力P壓力S作用面積R齒頂圓半徑取螺栓組中螺釘數(shù)為4由于壁厚=12,沉頭螺釘下沉5mm ,腔體厚42mm則取螺紋規(guī)格d=M10,公稱長度L=54,K=4,b=16性能等級(jí)為8.8級(jí),表面氧化的內(nèi)六角圓柱螺釘。下面對(duì)它進(jìn)行拉伸強(qiáng)度校核拉伸強(qiáng)度條件為F工作拉力,N;d螺栓危險(xiǎn)截面的直徑,mm螺栓材料的許用拉應(yīng)力,MPa;滿足條件,螺釘可用。九、齒輪泵進(jìn)出口大小確定齒輪泵的進(jìn)出口流速計(jì)算公式:式中:Q泵的流量(L/min); q泵的排量(ml/r); n泵的轉(zhuǎn)速(r/min); S進(jìn)油口油的面積()因?yàn)辇X輪泵的進(jìn)油口流速一般推薦為24m/s,出油口流速一般推薦為36m/s.這里選進(jìn)油口流速為3m/s,出油口流速為5m/s利用上一個(gè)公式算得進(jìn)油口面積出油口面積由得進(jìn)油口半徑十、齒輪泵的密封軸承蓋上均裝墊片,透蓋上裝J型無骨架橡膠油封。因軸徑d=12mm,由GB/T 9877.1-1988,GB/T 9877.2-1988 查得J型無骨架橡膠油封的相關(guān)尺
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