ansys創(chuàng)新課程

1、-PAGE . z. - - s-基于ANSYS的構(gòu)造力學(xué)創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵構(gòu)造靜力學(xué)分析學(xué)生* 學(xué) 院 理學(xué)院 專業(yè)班級 工程力學(xué)10級00班 指導(dǎo)教師 時間 2013 年 秋季 學(xué)期 前 言近年來，隨著社會技術(shù)的開展，人們越來越注重生活質(zhì)量的提高，對各種工作機(jī)器零件有了越來越多的關(guān)注，比方在生活中常用的油泵，對其的性能、質(zhì)量、構(gòu)造都有更高的要求，因而本次課程設(shè)計主要研究轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵，希望能夠得到更進(jìn)一步的解決。內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵工作原理：當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，帶動外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。由于在轉(zhuǎn)子齒形齒廓線的設(shè)計上使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何位置時，、外轉(zhuǎn)子的每一個齒的齒形齒廓線上總能相互保持點接觸狀態(tài)；這

2、樣，、外轉(zhuǎn)子間便形成四個工作腔。當(dāng)*一個工作腔從吸油腔轉(zhuǎn)過時，容積增大，產(chǎn)生真空，機(jī)油從進(jìn)油孔被吸入工作腔；隨著內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，該工作腔轉(zhuǎn)到壓油腔相通的位置時，容積變小，油壓升高，機(jī)油經(jīng)壓油腔從出油孔壓入潤滑油道中。 內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵構(gòu)造緊湊，供油均勻，吸油真空度高，泵油量大，在轎車發(fā)動機(jī)上廣泛采用。如：夏利tj7100、日本mazda323，honda 等轎車發(fā)動機(jī)上都采用轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵。 內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵由泵體、泵蓋、濾網(wǎng)、子齒數(shù)比外轉(zhuǎn)子的齒數(shù)少內(nèi)轉(zhuǎn)子主動、外轉(zhuǎn)子 從動等組成內(nèi)轉(zhuǎn)子與泵殼偏心安裝內(nèi)轉(zhuǎn)動時，內(nèi)外轉(zhuǎn)子的空間發(fā)生由小變大當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子驅(qū)動外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)，再由大變小的變化壓油作用這

3、種機(jī)油泵構(gòu)造簡單，工作可靠采用較多。 ( 1 分解與清洗轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵。 ( 2 主要零件的檢修： 測量外轉(zhuǎn)子與泵蓋之間的間隙。外轉(zhuǎn)子與泵蓋間隙一般為0.100.16mm，極限值為0.20mm。如果磨損嚴(yán)重，應(yīng)更換內(nèi)外轉(zhuǎn)子或機(jī)油泵總成。 測量外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子之間的間隙。外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子的間隙為 0.040.14mm，極限值為0.20mm。如果磨損嚴(yán)重，應(yīng)更換外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子。 測量外轉(zhuǎn)子與泵體之間的間隙外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子的間隙為0.200.30mm，極限值為0.381mm。如果磨損嚴(yán)重，應(yīng)更機(jī)油泵總成。 測量轉(zhuǎn)子軸與泵體間的間隙。轉(zhuǎn)子軸與泵體的間隙一般為0.0320.070mm。如果磨損嚴(yán)重應(yīng)更換機(jī)油泵總

4、成。 ( 3 裝配與調(diào)試。機(jī)油泵經(jīng)過檢修后，各機(jī)件應(yīng)按與分解相反的順序進(jìn)擰緊油泵蓋螺栓。首先安裝轉(zhuǎn)子總成，然后將集濾器殼安裝在油泵殼上。按規(guī)定力矩擰緊油泵蓋螺栓。安裝時，限壓閥總成然后將集濾器殼安裝在油泵殼上。 機(jī)油泵裝配后應(yīng)進(jìn)展總成試驗，確認(rèn)完好后再裝車試驗方法與齒輪式機(jī)油泵一樣。 市場研究顯示內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵有以下三個優(yōu)點：1.構(gòu)造簡單，體積小，重量輕，輸油量大擺線轉(zhuǎn)子泵系采用內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合的構(gòu)造，齒數(shù)少，構(gòu)造尺寸緊湊，不借助其他隔離元件便能形成密封腔，其零件數(shù)量少。2.運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒數(shù)只差一齒，它們做相對運動時，齒面滑動速度小，嚙合點在不斷地沿著內(nèi)外轉(zhuǎn)子

5、的齒廓移動，因此，兩轉(zhuǎn)子齒面的相互磨損小。由于吸油腔和排油腔的包絡(luò)角度大，接近145，吸油和排油時間都比擬充分，因此，油流比擬平穩(wěn)，運動也比擬平穩(wěn)，且噪音明顯低于齒輪泵。3.高速特性好對于一般的漸開線齒輪泵，如果轉(zhuǎn)速過高，則因離心力的作用將會導(dǎo)致齒谷充油缺乏形成“空穴，使泵的效率下降，因此，其轉(zhuǎn)速很少超過3000rpm，圓周速度在56m/s以內(nèi)。對于擺線轉(zhuǎn)子泵，吸排油角度*圍大，在高速旋轉(zhuǎn)時，離心力的作用有利于油液在齒谷內(nèi)的充填，不會產(chǎn)生有害的“空穴現(xiàn)象，因此，擺線轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)速*圍可在幾百至近萬轉(zhuǎn)。我們還要知道內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵用來使機(jī)油壓力升高和保證一定的油量，向各摩擦外表強制供油的部件.

6、內(nèi)燃機(jī)廣泛采用齒輪式和轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵.齒輪式油泵構(gòu)造簡單，加工方便，工作可靠，使用壽命長，泵油壓力高，得到廣泛應(yīng)用.轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子形體復(fù)雜，多用粉末冶金壓制.這種泵具有齒輪泵同樣的優(yōu)點，但構(gòu)造緊湊，體積小，在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用越來越多。則，內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵是怎樣的工作的呢 內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵的特點是工作可靠，構(gòu)造簡單，制造方便和泵油壓力較高，所以得到廣泛采用。課 程 設(shè) 計 任 務(wù)一、設(shè)計題目內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵靜態(tài)響應(yīng)力學(xué)分析二、設(shè)計參數(shù)材料：不銹鋼鋼材 泵主軸直徑：5cm，型號: 50HT10A出口壓力P：510MPa介質(zhì)適宜溫度是：-10200，適用介質(zhì)：機(jī)械油類介質(zhì)適宜介質(zhì)粘度*圍是1CP

7、1000000CP厘泊三、設(shè)計原理1.構(gòu)造靜力分析的目的ANSYS程序中的構(gòu)造靜力分析是用來計算在固定不變的載荷作用下構(gòu)造的響應(yīng)，即由于穩(wěn)態(tài)外載引起的系統(tǒng)或部件的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和力。同時，構(gòu)造靜力分析還可以計算那些固定不變的慣性載荷以及那些可以近似等價為靜力作用的隨時間變化的載荷對構(gòu)造的影響。2.ANSYS構(gòu)造靜力分析靜力分析所施加的載荷包括外部載荷、穩(wěn)態(tài)的慣性力、位移載荷和溫度載荷。在構(gòu)造靜力分析過程中，一般都假定載荷和響應(yīng)固定不變，或假定載荷和構(gòu)造的響應(yīng)隨時間的變化非常緩慢。3.ANSYS構(gòu)造靜力分析分類1線性靜力分析線性靜力分析即通常所說的線彈性分析，線性分析分為線性靜力分析、線性動力

8、分析，其包括兩方面的含義：首先就是材料為線性，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為線性，變形是可恢復(fù)的，另外構(gòu)造發(fā)生的是小位移、小應(yīng)變、小轉(zhuǎn)動，構(gòu)造剛度不因變形而變化。2非線性靜力分析非線性靜力分析主要包括材料非線性分析、幾何非線性分析及狀態(tài)非線性分析。四、應(yīng)用軟件Pro/e、workbench五、模型建立圖1.油泵實體模型 圖2.油泵局部實體模型圖3.約束 圖4.加載六、結(jié)果提取圖5.MISES 應(yīng)力 圖6.總體變形 圖7.局部最小主應(yīng)力 圖8.局部最大主應(yīng)力圖9.局部應(yīng)變1 圖10.局部應(yīng)變2圖11.局部應(yīng)變3七、結(jié)果分析該轉(zhuǎn)子式油泵最大主應(yīng)力發(fā)生在轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，其最大變形發(fā)生在傳動齒輪的齒頂嚙合部位。最大變形為

9、0.032377mm，最大主應(yīng)力為230MPa。P = 0.052kw， n=1000r/min T = 9550P / n=500Nm P 功率，千瓦(kw)；T 扭矩，牛米(Nm)； n 轉(zhuǎn)速，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，r / min。 最大應(yīng)力小于設(shè)計應(yīng)力，符合強度設(shè)計要求。八、總結(jié)本文主要是以計算機(jī)軟件proe5.0輔助設(shè)計為手段，workbench分析出來只是理論上的結(jié)果，這還需要實驗的進(jìn)一步來驗證。如果考慮到工程上加工制造，為了到達(dá)要求并提高經(jīng)濟(jì)效益，則本文的設(shè)計可作為理論上參考。如今，在企業(yè)的設(shè)計和生產(chǎn)中，有限元分析已得到廣泛的應(yīng)用。要使得有限元軟件理論設(shè)計與各類工程生產(chǎn)中的實際情況更好更完美

10、的結(jié)合應(yīng)用，仍需要去探索，同時這也是一個很值得去研究的方向。本次設(shè)計是在指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)和幫助下完成的。教師以其嚴(yán)謹(jǐn)*的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)給我留下了深刻的印象，并為我將來的工作學(xué)習(xí)樹立了典范。感謝任課教師這幾年來給我悉心的指導(dǎo)、關(guān)心和幫助。其次，我要感謝同組同學(xué)，對我的無私幫助，使我得以順利完成論文。最后，我還要感謝我的家人對我的培養(yǎng)和給我來這里學(xué)習(xí)的時機(jī)，我的成長離不開他們的支持。九、參考文獻(xiàn)1 孫訓(xùn)方、關(guān)來泰材料力學(xué)M高等教育，20012 黃志新、*成柱.ANSYSWorkbench 14.0超級學(xué)習(xí)手冊M.人民郵電，20133 王新敏.ANSYS工程構(gòu)造數(shù)值分析M