摆线齿轮泵外转子加工工艺及主要工装设计开题报告.doc

本科毕业设计开题报告题目：外转子加工工艺及主要工装设计院（系）：机械工程学院班级：机械08-4班姓名：于周扬学号：2008026164指导教师：张文生教师职称：教授黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目摆线齿轮泵外转子加工工艺及主要工装设计来源工程实际1、研究目的和意义随着现代科学技术和国民经济生产的发展对泵的条件越来越特殊，对特殊泵的需求越来越多，发展特殊泵是泵类产品发展的一个主要趋势。近年来，为了提高齿轮泵的性能，国内外正在进行一些特殊齿形齿轮泵的研究，并已取得了一定的进展。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，为了研究开发适合我国石化生产条件的高粘度齿轮泵，对此类泵的进一步研究成为当前齿轮泵技术发展的一个重要课题。国外对特种齿轮泵及高参数聚合物输送用卤轮泵进行了大量的研究开发工作。美国、瑞士、德国、日本等国家先后开发出了各自的系列产品，特种齿轮泵以美国Viking内啮合齿轮泵和日本大晃株式会社的外啮合齿轮泵比较著名。高参数聚合物输送用齿轮泵以美国的聚合物设备公司(POLYMEREQUIPMENTCO)和瑞士玛格公司(MAAG)的不带同步齿轮的产品居国际领先水平1。这些聚合物齿轮泵应用于高温、高压、高粘度的液体物料的输送23。目前国内生产的特殊齿轮泵主要有NCB-T型内啮合齿轮泵、TC七型特殊齿形高粘度齿轮泵以及CB-T型外啮合齿轮泵4。但国内产品性能与国外同类产品相比，还有不小的差距。开发新的齿轮泵，以提高齿轮泵的性能，更好的满足啮合和输送介质的要求，也是促进齿轮泵的发展、满足现代工业的需要。而我国特殊齿形齿轮泵转子的型线设计原则、啮合特性的分析、制造加工技术等还没有建立较为完善的理论体系。所以这些方面的研究对提高我国齿轮泵设计制造水平具有重要意义。2、国内外发展情况(文献综述)齿轮技术的历史可追溯到30005000年前，而作为齿轮在工业中应用的一种重要装置齿轮泵的雏形只能追溯到16世纪，但它是所有类型泵中最古老的一种56。通常将抽吸、输送液体和使液体压力增加的机器统称为泵7，齿轮泵是其中容积式回转泵的一种，它是一种使用非常广泛的流体机械。齿轮泵的主要特点是结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、转速范围大、不容易咬死、对污染不敏感、使用可靠、寿命较长、便于制造、便于维修，成本低。齿轮泵在高速、低速甚至手摇时，都能可靠地进行抽吸液体8，因此它广泛应用于机床、轻工、农林、冶金、矿山、建筑、船舶、飞机、汽车、石化机械等行业，特别是输送粘度较大的液体，例高粘度聚合物、润滑油、燃烧油等。例如齿轮泵在液压泵中占7829。而且齿轮泵的使用领域还在不断扩大，许多过去用轴向柱塞泵的液压设备也已改用齿轮泵(如工程起重机等)10。齿轮泵借助于一对齿轮副轮齿脱开啮合侧和进入啮合侧在密封壳体内形成的工作容积的周期性变化来实现液体的输送。根据齿轮传动形式的不同，可以把齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两大类；按齿轮泵的用途不同分为普通泵和特殊泵，普通泵大多用于输送油类液体或用于液压传动系统，常称为油泵或液压泵，特殊泵则多用于石油、化工等输送粘稠物料的行业；按齿轮泵转予型线不同可分为普通渐开线型线和特殊型线齿轮泵。典型齿轮泵的结构如图1-1、1-2所示，主要由两转子，以及容纳它们的泵体和前后泵盖所组成。特殊结构的泵有非对称渐开线多齿泵1112、三齿轮外啮合齿轮泵13、复合齿轮泵14-25等，这些泵克服了普通齿轮泵的流量和压力脉动大、噪声大、径向力不平衡、轴承磨损严重等缺点，使泵的流量成倍增加，寿命大幅度提高，具有设计先进、结构新颖、性能优越、效率高等优点，为变革传统的二齿轮式齿轮泵提供了一种创新思路。近十几年来，齿轮泵行业取得了长足的发展。很多新型齿廓齿轮泵的相继出现使齿轮泵的性能得到了很大的改善，齿轮泵的工作压力有了很大提高，产品结构有了不少改进，变量泵的研究也在进行。齿轮泵技术正朝着设计多样化、进一步推广CADCAM技术和发展无密封泵等方向发展；生产朝多品种、小批量发展；产品发展以控制泄漏、减少污染、减少能耗和降低成本为方向26。目前各国一般用途泵的比重下降，而特殊用途的泵大量发展，比例逐年增加。据估计，目前国外特殊泵的比例已占80左右26。而我国石化行业用来传输高粘度介质的大模数，大螺旋角，少齿数的特殊泵还处于研究开发阶段，国内使用的高粘度齿轮泵多属于国外进口产品27，这使企业投资成本大大增加，企业竞争力减弱。与国外同类产品相比国产齿轮泵的效率、可靠性与使用寿命还相差甚远。主要存在以下问题：齿轮泵的流量和压力脉动大，排量小，出口压力小，噪声高，困油现象严重，强度低。3、研究/设计的目标：设计参数：外转子齿数Z2=7，表面粗糙度Ra1.6，主要完成加工工艺及主要工装的设计。完成A0号图纸2-3张。1、成形拉刀设计图。2、夹具（磨削摆线齿轮夹具）图。3、修整砂轮工具图。4、磨削装置总装图。其中1张图必须徒手画。按照工程技术规范，整理技术资料，编写设计说明书一份。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：加工工艺过程毛坯加工摆线内转子材料为20CrMo。剪床下长料后，内孔，车成西粗糙度1.6然后以一刀下端面为基准，修磨两端面，作为粗切齿的定位基准。渗碳、淬火等热处理后，再重新修磨定位基准。内孔磨成中作为最后精切齿工艺基准。粗加工工件从毛坯到产品的加工过程中，材料去除量较大，为保证加工精度，防止变形，粗切齿使用成形铣刀加工，半径方向余量取为025030mm，将大部分加工余量切除，并为下道工序作好定位基准准备。精加工摆线内转子材料为20CrMo，热处理后，合适的磨削参数如下：砂轮转速=1700rmin；粗磨径向进给=00100015mm(半径)，精磨径向进给=00050010mm(半径)。当转子回转角速度(公转及自转)一定时，位于曲线拐点处范围的速度较齿顶处为高，因为这部分齿面为主要受压区，进给速度选择以此处为准。当砂轮直径和转速一定时(切削速度按30ms选择)，工件的最佳回转速度为1736rmin。5、方案的可行性分析：通过对机械原理机械设计机械制造工程学等专业课的学习以及相关课程设计和实验课程的实践，同时经过张文生老师的讲解和指导我坚信能把毕业设计做好，综合分析以上设计方法和设计制造难度，方案可行。6、该设计的创新之处7、设计产品的主要用途和应用领域：本型齿轮油泵适用于输送介质粘度不大于150mm2/S，温度不高于120°C，无腐蚀性，不含硬质颗粒杂质和纤维的重油、柴油、机械油、植物油以及性质类似的其它液体。