基于运动法的航空发动机高速燃油齿轮泵卸荷槽设计与验证

高压、高速、高温化使得齿轮泵固有困油问题愈发严重,传统卸荷槽结构已难以满足高性能燃油泵设计要求。为此本文提出一种基于运动法的新型卸荷槽结构设计方法,通过构建困油模型并从整泵全局角度分析齿轮参数对困油各项性能的影响规律,以确定齿轮参数并为卸荷槽设计提供约束条件;其次基于齿轮运动规律和卸荷槽设计原则进行了某型燃油齿轮泵卸荷槽的设计,并进行了多个工况下新型卸荷槽和传统卸荷槽困油特性仿真对比;最后试制了样机并通过试验验证了卸荷槽设计的有效性。研究结果表明:所设计的卸荷槽与传统矩形卸荷槽相比,同工况下最大困油压力降低63.4 MPa,流量脉动率减小33.5%,空化区域更小,工作性能更优,能够显著缓解困油带来的不利影响。采用该结构卸荷槽的齿轮泵具有高的容积效率和长时抗汽蚀能力。

基于MATLAB的圆弧齿轮泵水力设计与性能分析

传统的齿轮泵具有困油、性能低等劣势,因此为了设计出性能更好的齿轮泵,采用外啮合、双圆弧、斜流道的理念设计了圆弧齿轮泵,基于MATLAB软件拟合得出过渡线,计算出齿数、齿宽和螺旋角等重要参数,并通过UG软件设计了几组圆弧齿轮泵,最后通过数值模拟分析了结构参数对圆弧齿轮泵性能的影响。结果表明,随着齿数、螺旋角等参数的改变,圆弧齿轮泵的增压能力和流动稳定性也随之发生改变,尤其在齿数较多时,其进出口压差逐渐增大,流道内高速区域较多,啮合区域以及进油腔、排油腔内的二次回流较少,流动更加稳定;随着转速的增加齿轮泵所受应力明显增加,高应力区域主要集中在轮轴交界处以及啮合处,主动轮与轮轴的交界面是等效应力最大的地方。

尿素齿轮泵的塑料齿轮精密切削夹具设计

从尿素齿轮泵齿轮加工工艺的分析入手,基于精密切削原理,设计了一套齿轮成形切削夹具,并介绍了该夹具的工作过程。详细阐述了齿轮精密切削夹具的定位、切削等的结构设计,并对夹具的主要部件进行分析。夹具经使用,切削出的齿轮表面平整、光洁、无毛刺、无开裂,夹具使用寿面高。

一种双联内啮合齿轮泵的结构优化设计

针对一款变速箱的双联内啮合齿轮泵在实际运行过程中存在的泵容积效率低的问题,该文从泵的结构上进行了原因分析,在此基础上,通过增加后端盖、紧固螺钉等措施对泵进行了结构优化设计,同时对优化前、后的双联内啮合齿轮泵进行了试验对比测试,测试结果表明,优化后的双联内啮合齿轮泵的容积效率明显高于优化前的,说明此次结构优化设计改进能够减小泵的泄露,提高泵的容积效率,保证其工作的良好性能。

航天器用超低黏度齿轮泵轻量化设计

为追求航天器用超低黏度介质齿轮泵较好的容积率和较低的发射成本,该文在创建容积率和新重合度公式的基础上,采用最优化设计方法,通过泵的单位排量体积或单位排量质量最小化,实现了90%的最小容积率和质量最轻化,分析了结构参数对优化结果的影响。结果表明:采用齿顶重合度优化设计后的根切重合度为–0.3429,不能保证连续传动要求;压力角、轴半径、齿条刀具齿顶圆角半径和过渡区起始角对优化结果,分别有6.07%、7.8%、2.9%和6.4%的影响,总体上影响不大;径向、轴向间隙的影响很大,并具有0.04、0.07 mm的影响转折点,该转折点为径向、轴向间隙的取值上限提供了依据。初次针对航天用齿轮泵的优化设计尝试,阐明了超低黏度介质同样适用于齿轮泵。该研究可为提高其他行业用超低黏度液压泵的研发提供参考。

水液压内啮合齿轮泵的设计与制造

研制了具有抗泄漏、抗磨损、抗腐蚀能力的水液压内啮合齿轮泵。通过对其内部泄漏流量和运动副最佳间隙的数学建模、密封补偿机构的受力分析,完成了结构的优化设计和主要零件的设计。采用SF复合材料、9Cr18不锈钢、LC9铝合金为对偶磨擦材料,应用不锈钢表面等离子注入、铝合金表面微弧氧化的表面工艺,完成了齿轮副、密封补偿件、轴和轴承的制造。试验表明:在水介质、工作压力3.2 MPa、排量32 mL/r、转速1 500 r/m in时,其容积效率为75%、总效率为71%。结果为水液压泵的研究提供了理论依据和技术参考。

非接触式转子泵优化设计

以转子形状参数为变量,以流量和转子腔体积最小为设计目标,考虑齿轮腔和转子腔结构的有关约束,建立了非接触式转子泵的优化设计模型,给出了优化设计步骤。实例分析证明,该方法可以在保证泵体积小、齿轮腔与转子腔结构协调的情况下,满足有关结构和性能参数的设计要求。

基于MATLAB齿轮泵的结构优化设计

以小型齿轮泵为例,在其设计要求和特点基础之上,以体积最小为目标,建立齿轮泵的结构优化设计数学模型。利用MATLAB优化工具箱,对目标函数求解最优值。结果证明,与传统解法相比用MATLAB优化工具箱可以方便地求解出最优值。

水液压内啮合齿轮泵的设计与研究

由于水液压传动时存在严重的泄漏与密封、磨损与润滑、腐蚀与气蚀等主要问题,水液压齿轮泵尚无研究成果和产品问世。根据内啮合齿轮泵在水介质工作状态下的试验特性曲线和失效形式分析,探讨了水液压内啮合齿轮泵设计时的主要难题,完成了水液压内啮合齿轮泵的设计与研究。

高粘度齿轮泵结构参数的优化设计

为配合高性能、高粘度齿轮泵的开发,根据高粘度齿轮泵工作条件、应用场合和加工条件,构建了一个多目标的优化设计数学模型,并采用约束变尺法进行优化计算。在优化计算中,以TP201型高粘度齿轮泵为例进行全面阐述。计算结果表明,优化结果与泵的实际参数基本吻合。

参数化直线共轭内啮合泵齿廓设计方法

针对直线共轭内啮合泵齿廓设计,建立通用齿廓法线反转法求解共轭齿廓点数学模型,给出由啮合线求滑动率、啮合角、压力角的方法,揭示距离参数l对传动性能的影响规律;形成以齿厚系数k为参数的整体齿廓构成方法,提出重叠干涉的判定条件及齿根、齿顶干涉的解决方案。建立流量脉动及困油特性模型,通过对直线共轭内啮合泵性能仿真分析,结果表明该类泵具有流量脉动小、不易困油等优势,为系统性解决直线共轭内啮合泵齿廓设计提供方法。

基于MATLAB的多齿轮泵结构优化设计

以多齿轮泵的体积最小为目标函数,建立数学模型,应用MATLAB优化工具箱对其主要参数进行运算,使得在满足约束条件下的多齿轮泵体积最小,用优化后的参数设计出了样机。

输送高粘度液体用齿轮泵的特点与发展方向

齿轮泵具有结构简单、成本低、耐污染、在高粘度下的抽吸性能好和操作方便等优点 ,但目前我国石化行业使用的高粘度齿轮泵多属于国外进口产品。为此 ,分析了输送高粘度液体用齿轮泵的结构和性能特点 ,从 6个方面指出了其发展方向 ,为研究开发适合我国石化生产条件的高粘度齿轮泵 。

齿轮泵卸荷槽设计及其内流场特性仿真

针对齿轮泵的困油问题,给出一种齿轮泵卸荷槽的综合设计方法,并基于计算流体技术完成其内流场特性的仿真分析研究。首先,在某型外啮合齿轮泵基本结构基础上,对卸荷槽进行综合设计,提出具体的设计方法并给出设计结果;进而通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型和流道模型,并利用Pumplinx进行该型齿轮泵的内流场特性模拟仿真,对比仿真结果与试验数据,误差在5%以内,验证了采用的仿真技术能够有效实现该型泵的特性分析;最后,将综合设计的卸荷槽与3种典型卸荷槽进行特性预测及对比,可以表明:相比其他3种典型卸荷槽结构,综合设计的卸荷槽可以有效地缓解齿轮泵啮合区域的困油压力,并减小齿轮泵的流量脉动,有效地改善了齿轮泵的困油现象。所得出的结论对高性能齿轮泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。

基于PRO/E的新型齿轮泵设计

通过对原有外啮合齿轮泵的结构与性能分析,应用PRO/E软件设计了一种结构新颖独特的异形齿轮泵。重点对泵的结构与参数进行了优化设计,在泵的前端盖与调整片之间增加了一个能调整压力的特殊键,后端盖上回油路设计也有所创新,因而增大了流量,提高了工作稳定性。

傅里叶非圆齿轮驱动四叶片差速泵设计与特性分析

提出了一种傅里叶非圆齿轮驱动的四叶片差速泵,并在叶片上安装与转动方向相同的单向阀。建立了傅里叶非圆齿轮传动模型和差速泵瞬时流量模型,采用Matlab编写了分析设计软件。利用该软件分析了相同泵结构参数下的3组典型节曲线参数对节曲线形状、差速泵瞬时流量、排量、单双泵和单向阀对脉动率的影响,并与偏心圆-非圆齿轮驱动的四叶片差速泵比较,得到双泵并联的傅里叶非圆齿轮驱动的差速泵相比偏心圆-非圆齿轮驱动的差速泵在排量相当的情况下能使脉动率降低10.3%,在叶片上安装与转动方向相同的单向阀有效地解决了困液问题。

UG下外啮合齿轮泵齿轮3D设计和分析

探讨通过UG设计平台 ,如何将优化程序、 3D模型建立、有限元分析等 ,有机集成于外啮合齿轮泵齿轮 3D设计和分析中去。通过UG/OpenGRIP二次交互开发或者 3D主模型 ,实现齿轮泵齿轮 3D设计的真正参数化和一体化 ,也为其他产品的

NGW型潜油行星减速器可靠性优化设计

潜油行星减速器是潜油螺杆泵采油系统中的重要传动部件 ,它要在高温、高压的工况下长时间连续稳定作业。基于常规机械设计 ,利用可靠性理论和计算机优化方法 ,建立潜油专用行星减速器可靠性优化的数学模型 ,通过Matlab软件的优化算法寻求最优设计参数 ,实现了进一步缩小减速器直径、增大日产油量和加长泵检周期的目的 ,从总体上提高了原油开采的经济效益。

基于最大形状系数的齿轮泵轻量化研究

为实现高综合性能渐开线齿轮泵的轻量化目的。首先,由泵的设计流程,推结出其轻量化在于关乎齿形参数的啮合角和关乎体积参数的模数确定;其次,由极限啮合位置和限定的齿顶角,以啮合角为变量,双节圆柱体积最小为目标,构建单变量优化模型;然后,针对泵用的这对具有最大形状系数的齿轮,创新出一款能无根切滚齿加工的双压力角齿刀轮廓;最后,以齿顶限速确定出标准化的模数。结果表明:齿轮泵归结为啮合角与模数的轻量化设计,概念清晰,计算简单;单变量齿形优化,质量好、效率高;近上限的模数标准化取值,泵的综合性能好;压力角和顶隙系数对轻量化影响甚微,为恒取标准的20°压力角提供依据;齿顶角越小,齿数越少,最大形状系数越大;所推荐的齿数为7,重合度约1.1,困油性能好,啮合角约30°,传动效率较高;双压力角齿刀具有顶刃圆角小和齿轮滚齿加工无根切的特点等。为其它容积泵的轻量化设计,提供一种创新的途径和方法。

一种单头双螺杆的啮合特征

根据啮合理论推导了ＨＳＢ４００／２型单头双螺杆式油气混输泵的平面和空间共轭齿形型线方程及啮合线方程。给出了各段原始齿形型线和空间螺旋曲面方程。单头双螺杆泵与双头双螺杆泵密封腔的密封原理相同。两螺杆的齿形型线不同，但啮合线封闭，接触线连续。