直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵的性能分析與仿真研究.pdf

1、直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵是一種具有特殊齒形、無浮動(dòng)側(cè)板的定量泵。該泵不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲和流量脈動(dòng)小，齒廓曲線的曲率半徑大，困油體積小，困油容積變化幅值小，承載能力強(qiáng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，對(duì)介質(zhì)污染敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，而且可以輸送粘度高、壓力大的介質(zhì)，是一種目前頗具競(jìng)爭(zhēng)力的液壓動(dòng)力元件。由于該泵的端面間隙和徑向間隙都是定值，運(yùn)動(dòng)件之間是靠固定微小間隙來密封的。所以，端面及徑向間隙的不同對(duì)齒輪泵的困油特性、瞬時(shí)流量的輸出特性以及內(nèi)泄漏特性

2、產(chǎn)生很大的影響，并且隨著該泵工作的進(jìn)行，間隙值將會(huì)產(chǎn)生變化。因此，如何恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)間隙值對(duì)該泵的性能將產(chǎn)生極大的影響。
　　本學(xué)位論文以型號(hào)為QX51-080R的直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵為研究對(duì)象，具體開展了如下的研究工作：
　　首先，比較了三種常見內(nèi)嚙合齒輪泵齒廓曲線的生成原理以及工作特性，得出了直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵所具備的優(yōu)點(diǎn)及不足之處；總結(jié)了直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵齒廓方程的推導(dǎo)方法，并利用MATLAB仿真軟件對(duì)已得出的齒廓曲線

3、方程進(jìn)行了驗(yàn)證，得到了直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵齒廓曲線的具體形狀以及該泵困油容積很小的原因。
　　其次，為了利用流場(chǎng)仿真軟件Fluent中的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，本論文詳細(xì)介紹了仿真計(jì)算的理論基礎(chǔ)以及有限元模型的創(chuàng)建過程，并著重講述了動(dòng)網(wǎng)格參數(shù)的設(shè)置技巧以及用戶自定義函數(shù)(UDF)的編寫過程。
　　再次，利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)對(duì)直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵不同初始嚙合間隙下的有限元模型進(jìn)行仿真計(jì)算，確定了能形成困油現(xiàn)象的最大間隙值；比較了不同徑向間隙下的

4、困油壓力以及真空度的大小，得到了泄漏量最小時(shí)的間隙范圍以及該泵困油容積變化量極小的結(jié)論；分析了該泵流量脈動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)比了不同初始嚙合間隙下的輸出流量值以及輸出流量脈動(dòng)率的大小，得出了泄漏量較小時(shí)的初始嚙合間隙范圍。
　　最后，利用數(shù)值模擬軟件PumpLinx對(duì)不考慮間隙泄漏與綜合考慮軸向及徑向間隙泄漏時(shí)兩種情形下不同徑向間隙所對(duì)應(yīng)的三維有限元模型進(jìn)行仿真計(jì)算，分析并比較了不同徑向間隙下的困油特性、內(nèi)泄漏特性及瞬時(shí)流量的變化特性