〔大学论文〕变量齿轮泵的设计（含word文档） .pdf

安徽理工大学毕业设计（论文） i 变量齿轮泵的设计（2） 摘要 齿轮泵结构简单、成本低、自吸能力强、抗油液污染能力强，在液压系统中常用作 动力装置，特别是在液压系统中应用更广泛。变量齿轮泵内有一对相互啮合的外齿轮， 其中一个为轴向位置确定的外齿轮， 另一个则为可沿轴向移动的外齿轮， 可沿轴向移动。 当调节轴与其它调节控制机构相联接以后就可以对泵的输送流量实行调节或执行自动 控制。变量齿轮泵是一种恒压力型变量齿轮泵，主要用于液压机械变量供油和其它液状 流体需变量调节或变量自动控制的泵类产品。由于它的结构简单，流量调节方便，使液 压系统效率提高，节省能源，适用于在中、低压范围内取代市场上的变量叶片泵，或制 成适用于需变量供给各种液状流体的专用变量泵，可在许多液压系统中代替定量齿轮 泵，将在某些领域成为齿轮泵的换代产品。 关键词：齿轮泵关键词：齿轮泵关键词：齿轮泵关键词：齿轮泵, , , ,液压泵液压泵液压泵液压泵, , , ,外啮合外啮合外啮合外啮合, , , ,变量变量变量变量, , , ,流量调节流量调节流量调节流量调节 安徽理工大学毕业设计（论文） ii the design of variable gear pump (2) abstractabstract gear pump structure simple, cost low, self-absorption ability strong, anti-fat liquor pollution ability, often serves as the power unit in the hydraulic system, specially applies in the hydraulic system widely. in the variable gear pump has the external gear which a pair meshes mutually, for the axial position external gear, another for may be along the end motion external gear, be possible along the end motion. when the regulating shaft will join later with other regulating control organization to be possible to implement the adjustment or the execution automatic control to the pump transportation current capacity .the variable gear pump is one kind of constant pressure strength variable gear pump, mainly uses in the hydraulic pressure machine variable feed and other liquidity fluid needs the quantitative governing or the variable automatic control pump class product. because its structure is simple, the flow control is convenient, will make the hydraulic system efficiency to enhance, saves the energy, is suitable in, in the low pressure scope substitutes for in the market the variable vane pump, or makes is suitable in needs the variable supplies each kind of liquidity fluid the special-purpose variable displacement pump, may replace the quota gear pump in many hydraulic systems, will become the gear pump in certain domains the update product. keykeykeykeyword:word:word:word: t t t thehehehe geargeargeargear pump,pump,pump,pump, thethethethe hydraulichydraulichydraulichydraulic pump,pump,pump,pump, outsideoutsideoutsideoutside meshes,meshes,meshes,meshes, variable,variable,variable,variable, flowflowflowflow controlcontrolcontrolcontrol 安徽理工大学毕业设计（论文） iii 目录 变量齿轮泵的设计（2） i 摘要 i the design of variable gear pump (2) ii abstractabstract ii 目录 iii 第 1 章 齿轮泵基本参数的确定 1 1.1 确定刀具角 n 和齿顶高系数 0 f1 1.2 选定泵的转速n1 1.3 确定泵的理论流量 t q.1 1.4 选取齿宽系数k1 1.5 选取齿数z. 1 1.6 计算齿轮模数m.2 1.7 确定齿宽b. 2 1.8 校验齿轮泵的流量. 2 1.9 校验齿轮泵节圆线速度 h v .2 1.10 计算齿轮各部分尺寸. 3 第 2 章 动力参数的计算 5 第 3 章 齿轮泵的结构设计 5 3.1 结构形式的确定. 5 3.1.1 减轻径向力的结构措施 5 3.1.2 采用三片式结构 6 3.1.3 齿轮与轴做成分离式通过键连接 6 3.1.4 采用滚动轴承 6 3.2 确定高低压腔尺寸. 6 3.3 主动轴的计算. 7 3.3.1. 初步确定轴的最小直径 7 3.3.2.轴的结构设计 7 3.3.3 轴上零件的周向定位. 8 3.3.4 确定轴上圆角和倒角尺寸. 9 3.3.5 求作用在齿轮上的力. 9 3.3.6 求轴上的载荷. 9 安徽理工大学毕业设计（论文） iv 3.3.7 按弯扭合成应力校核轴的强度. 11 3.3.8 精确校核轴的疲劳强度. 11 3.4 从动轴的计算 14 3.4.1 轴的结构设计 14 3.4.2 求轴上的载荷. 14 3.4.3 精确校核轴的强度. 15 3.4.4 从动轴的刚度计算. 16 3.5 齿轮强度的计算 17 3.5.1 齿轮的材料及齿数的选取. 17 3.5.2 齿面接触疲劳强度的计算. 17 3.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算 18 3.6. 轴承的受力分析及寿命计算. 19 3.6.1 主动轴上的轴承受力分析及寿命计算. 19 3.6.2 从动轴上的轴承受力分析及寿命计算. 20 3.7 泵体的设计计算和强度校核 21 3.7.1 泵体的设计计算. 21 3.7.2 泵体的强度校核. 21 第 4 章 齿轮泵其它部件的分析计算 22 4.1 轴承端盖的设计计算. 22 4.2 密封圈的设计计算. 23 4.2.1 主动轴轴承端盖处的毡封油圈. 23 4.2.2 从动轴上通用 o 型密封圈. 23 4.3 小圆螺母的设计计算 24 4.4 变量机构的设计计算 26 第 5 章 基于 solidworks 的齿轮泵的虚拟设计系统 27 5.1 引言. 27 5.2 齿轮泵的参数化造型设计. 27 5.2.1 齿轮泵零部尺寸计算 27 5.2.2 关键部件的结构设计 28 5.3 利用 vb 调用 silidworks 29 5.4 齿轮泵的虚拟装配模块. 29 5.5 结论. 30 参考文献 31 致谢 32 安徽理工大学毕业设计（论文） 1 第 1 章 齿轮泵基本参数的确定 设计参数：p= 15mpa,q=15ml/r 1.1 确定刀具角 n 和齿顶高系数 0 f 采用标准刀具 n = 20 顶高系数 0 f= 1 1.2 选定泵的转速n 齿轮泵采用交流电动机, 取转速n= 1000 r/min 1.3 确定泵的理论流量 t q 齿轮泵的流量 t q=qn= 15 3 10 1000/ minl= 15/ minl 1.4 选取齿宽系数k 对于低压齿轮泵k= 6 10 , 对于高压齿轮泵k=3 6 则取齿轮泵的齿宽系数k=5 1.5 选取齿数z 齿轮齿数的确定必须综合考虑流量脉动、压力脉动、机械效率等诸方面因素。从流量角 度出发在齿轮分度圆直径不变的情况下，齿数越少，模数越大，其输出流量就越大； 从 工作性能出发，齿数减少后对改善困油现象及提高机械效率有利，其流量及压力的脉动 增加，对于流量计的均匀性要求较高及使工作噪音尽量低，一般z14 30 之间。而对 轴向并联齿轮泵及流量计来说，齿轮的齿数满足z41k （k为自然数） 。 取k4得z44+117 齿数较少时，会产生根切现象，对于标准齿轮（齿顶高系数 a h=1）不产生根切的最少齿 数 min z如下： 表表表表 1-11-11-11-1 压力角与不产生根切的最少齿轮的关系压力角与不产生根切的最少齿轮的关系压力角与不产生根切的最少齿轮的关系压力角与不产生根切的最少齿轮的关系 压力角 n 1.45152022.523252730 不产生根切的最少齿数323017141311108 选用标准齿轮 n 20，z17不会产生根切现象，选择合理 安徽理工大学毕业设计（论文） 2 1.6 计算齿轮模数m 对于流量计来说， 确定模数主要不是从强度方面着眼， 而是从流量计的流量、 压力脉动、 噪音以及结构尺寸大小等方面考虑。模数m越大，泵的流量就越大，并且当齿轮节圆直 径一定时，对流量来讲，增大模数比增加齿数有利。但齿数太少将使流量的输油量及压 力脉动增加，因此模数选择要适当 m= 6 3 10 2(1.27) t q nk z + = () 3 6 27 . 1 17510002 1015 + =2.97 将模数圆整为m= 3 1.7 确定齿宽b 齿轮泵的流量与齿宽成正比，增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与壳体及盖板间的 磨擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例增加，因此，当高压时其齿宽不宜过大， e d则应取大些，以便减轻轴承负载，同时加大 e d意味着增加轴向间隙对液流的阻力， 从而还能减小内泄漏。 齿宽的计算公式： bkm= 53=15mm 1.8 校验齿轮泵的流量 校验公式： 22 26 cos 2110 12 b qbm n z =+ 22 26 3.14cos 20 2 3.14 15 3100017 110 12 =+ = 14.65minl 该流量和设计理论流量相差 5 % 以内为合格 s=%100 qt qqtb =2.33% (0.070.1)d,取h=2.5mm，则轴环处直径 iv v d =31mm，轴环宽度1.4bh，取 iv v l =5mm。 3.3.2.5 右端轴承的左端面采用轴肩进行轴向定位，定位轴肩高度h=2mm，则 v vi d =27mm，并取长度略长些，取 v vi l =32mm。 3.3.2.6 左轴承左端面采用轴承端盖进行定位，取轴承端盖长度为 12mm。轴承 端盖放于左泵盖中，左泵盖与另一端面进行定位，这一端面与该轴段的左端面 有一定距离，则 ii iii l =12+26+12+10=60mm。 以上就以初步确定了轴的各段直径和长度。 3.3.3 轴上零件的周向定位 3.3.3.1 齿轮、半联轴器与轴的轴向定位均采用平键联接 查机械设计手册得 半联轴器与轴的联接，选用 a 型平键bh l = 6625 ， 半联轴器与轴的配合为7/ 6hk 齿轮与轴的联接，选用 b 型平键bh l = 8710， 齿轮与轴的配合为7/ 6hn 3.3.3.2 键的强度校核 安徽理工大学毕业设计（论文） 9 (1)a 型键 的材 料为钢 ，查 手册得许用 挤压应力 p =100120mpa,取 p =110mpa,键的工作长度llb=25-6=19mm,键与轮毂键槽的接触高度 0.5kh=0.56=3mm 由式 33 2102 39.8235 10 3 19 19 p t kld = =73.54mpa= + 故可知其安全。 3.3.8.3 截面iii右侧 安徽理工大学毕业设计（论文） 13 抗弯截面系数ww 按表 15-4 中的公式计算。 3333 0.10.1 261757.6wdmmmm= 抗扭截面系数 3333 0.20.2 263515.2 t wdmmmm= 弯矩m及弯曲应力为 386.5 34920.19.28947. 38 28947 16.47 1757.6 b mn mmn mm m mpampa w = = 扭矩t及扭转切应力为 39823.5 . 39823.5 11.33 3515.2 t t tn mm t mpampa w = = 过盈配合处的 k ，由附表 3-8 用插值法求出，并取0.8 kk =，于是得 k =2.6240.8 2.6242.0992 k = 轴按磨削加工，由附图 3-4 得表面质量系数为 =0.92 故得综合系数为 11 12.62412.711 0.92 k k =+ =+ = 11 12.099212.186 0.92 k k =+ =+ = 所以轴在截面iii右侧的安全系数为 1 275 6.159 2.711 16.470.1 0 aam s k = + 1 155 12.237 11.3311.33 2.1860.05 22 am s k = + + 2222 .6.159 12.237 5.501.5 6.15912.237 ca s s ss ss = + 故该轴在截面iii右侧的强度也是足够的。 因无大的瞬时过载及严重的应力循环 不对称性，故可略去静强度校核。至此，主动轴的设计计算结束。 安徽理工大学毕业设计（论文） 14 3.4 从动轴的计算 3.4.1 轴的结构设计 图图图图 3-53-53-53-5 轴的结构与装配轴的结构与装配轴的结构与装配轴的结构与装配 3.4.1.1 由于齿轮宽度为 22mm，为满足从动轴不转动，可在齿轮里加上滚动轴 承，为使所用轴承宽度小于齿轮宽度和轴承外径小于齿轮齿根圆直径，选用轴承 型号7100c，轴承配合为7/6hm，其尺寸ddb=12mm28mm8mm。则 i ii d =12mm；同时为使其在左泵盖内部，取其长度 iii l =62mm。 3.4.1.2ii-iii轴段在其内部腔体内，而腔体直径为 57mm，故 ii iii d =57mm, 取其长度 ii iii l =5mm. 3.4.1.3 由一较大轴肩，取 iii iv d =25mm，而其长度为 iii iv l =70mm；同时在轴 段 i-ii 处也有一轴套其直径d=25mm。 3.4.1.4 轴段iv-v与轴段iii-iv有一轴肩，去轴肩高度为 2.5mm，则 iv v d =20mm。因为在轴段iv-v与轴段iii-iv后接有变量机构，为是其满足变 量特性轴段iv-v要稍长些，取 iv v l =40mm，并取一横截面，其宽度为 10mm 这样就确定了从动轴各段的直径和长度。 3.4.2 求轴上的载荷 根据轴的结构图做出轴的计算简图 如图中轴上所受的力作受力分析得 图图图图 3-63-63-63-6 轴的受力分析图轴的受力分析图轴的受力分析图轴的受力分析图 安徽理工大学毕业设计（论文） 15 根据轴的结构图做出轴的弯矩和扭矩图，从中可以看出截面 c 是轴的危险截面。 图图图图 3-73-73-73-7 轴的载荷分析图轴的载荷分析图轴的载荷分析图轴的载荷分析图 由以上图可以计算： 表表表表 3-23-23-23-2 截面截面截面截面 c c c c 的载荷值的载荷值的载荷值的载荷值 载荷水平面h垂直面v 支反力f 12nhnh ff=780.855n 12nvnv ff=284.205n 弯矩 h m=3357.6765.n mm v m=1222.0815.n mm 总弯矩m m= 22 hv mm+=3573.1603.n mm 3.4.3 精确校核轴的强度 3.4.3.1 进行校核时，由于轴不受扭矩作用，则只需要计算轴上危险截面cc的 弯曲应力即可。 截面c的抗弯截面系数 3333 0.10.1 12172.8wdmmmm= 截面c的弯曲应力 3573.1603 20.68 172.8 b m mpampa w = 安徽理工大学毕业设计（论文） 16 轴的材料为 45 钢，调质处理，由表查得 1 = 60mpa 则 b = + ,故安全 3.4.4 从动轴的刚度计算 由于从动轴上没有扭矩作用，所以只计算它的弯曲刚度（挠度） 在采用滚动轴承的场合下，轴的挠度使局部单位压力剧增并使润滑油膜遭到破 坏，造成轴承的烧伤。为了防止这种破坏，首先必须尽可能减少轴的挠度，其受 力简图所 图图图图 3-83-83-83-8 轴的刚度分析图轴的刚度分析图轴的刚度分析图轴的刚度分析图 挠曲线方程 2 2 34.,0 4822 fxll ylx ei = ，其中l=8.6mm 式中e-弹性模量，对于钢e= 2.1 5 10 2 n mm i-截面 c 的轴惯性力矩，i= 4 d /64（ 4 mm） f-作用在从动齿轮上的径向力（n） 安徽理工大学毕业设计（论文） 17 则 2 3 2 max 2 . 2 34. 48248 l l f lfl yyl eiei = 代入数据得 () 3 5 max 5244 568.418.6 3.51 10 48 2.1 101264 nmm ymm n mmmm = 对于安装齿轮的轴而言，允许的挠度 ()()0.01 0.030.01 0.033 n ym= ()0.03 0.09mm= 则 max yy ,验算轴承 1 即可。 10 66 3 101015 6060 1000 0.37716 h c l np = 3578773.308h= 满足寿命，故合格。 3.6.2 从动轴上的轴承受力分析及寿命计算 从动轴上选用的轴承为角接触球轴承，其型号为7100c，其基本参数如下： 表表表表 3-43-43-43-4 角接触球轴承角接触球轴承角接触球轴承角接触球轴承 7100c7100c7100c7100c 基本参数基本参数基本参数基本参数 基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定载荷/kn ddb a d a da r c 0r c 1228814.425.66.75.422.65 从动轴上安装的齿轮与主动轴上的一样也为标准直齿圆柱齿轮，齿轮不受轴向 力，同理所选角接触球轴承也只承受径向载荷 r f，则轴承的受力分析： 图图图图 3-103-103-103-10 角接触球轴承受力分析图角接触球轴承受力分析图角接触球轴承受力分析图角接触球轴承受力分析图 安徽理工大学毕业设计（论文） 21 如图所示， 34 2568.41 2284.205 rrr fffnn= 由机械设计表 13-7 可得 dr fef= 由机械设计表 13-5 可知由插值法计算 e=0.3586 ，则两轴承的派生轴向力 34 20.3586 284.205 250.958 ddr ffefn= 由 ar ffe 可得，x=1,y=0, 34 50.958 aa ffn= ，则轴承的当量动载荷应为： ()() 3433 1.21 284.2050 50.958341.046 pra ppfxfyfn=+=+ = 由上表 3-4 可知 r c=5.42n, 0r c=2.65n 验算寿命： 3 66 10105.42 6060 1000 0.341046 h c l np = 66897.16733h= 满足寿命，故合格。 3.7 泵体的设计计算和强度校核 3.7.1 泵体的设计计算 选取泵体的长度为 158mm，其厚度即为齿轮的齿宽 15mm，因此选择相互对称 的管螺纹1 8g作为齿轮泵的进出油口。 3.7.2 泵体的强度校核 泵体的材料选择球墨铸铁()60002qt,由机械手册查得其屈服应力 s 为 300 400mpa。因为铸铁是脆性材料，所以其许用拉伸应力 的值应取屈服极 限应力， 即此处 350 s mpa=。 泵体的强度计算可按厚薄壁圆筒粗略计算拉伸应力，计算公式为 () 22 22 0.41.3 . ey s ye rr p mpa rr + = 式中： y r泵体的外半径()mm e r齿顶圆半径()mm s p泵体的试验压力()mpa 一般取试验压力为齿轮泵最大压力的两倍，即 22 1530 s ppmpampa= 代入数据可得 安徽理工大学毕业设计（论文） 22 22 22 2222 0.41.3 0.4 28.51.3 53.5 .30 53.528.5 ey s ye rr p rr + + = mpa 59.21mpa=350 s mpa= 因此所选泵体的材料及其尺寸满足要求。 第 4 章 齿轮泵其它部件的分析计算 4.1 轴承端盖的设计计算 在主动轴上的左轴承采用轴承端盖进行定位，轴承端盖选取凸缘式端盖，选取轴 承端盖螺钉直径 3 d=6mm，则其结构如图 4-1 所示： 图图图图 4-14-14-14-1 凸缘式轴承端盖结构图凸缘式轴承端盖结构图凸缘式轴承端盖结构图凸缘式轴承端盖结构图 02 17ddmm=+ = 0 1.28.4edmm=，取8emm= 02 2.5402.5 655dddmm=+=+= 1 0.90.9 4036ddmm= 安徽理工大学毕业设计（论文） 23 202 2.5552.5 670dddmm=+=+= 32 553553 637ddmm= = 由结构可得4mmm= 其中 11 ,b d由密封尺寸确定，因为100dmm，则在轴承端盖上螺钉个数4n=， 均匀分布， 11 23,4.3dmm bmm=。 4.2 密封圈的设计计算 4.2.1 主动轴轴承端盖处的毡封油圈 毡封油圈如下图所示： 图图图图 4-24-24-24-2 毡封油圈结构图毡封油圈结构图毡封油圈结构图毡封油圈结构图 表表表表 4-14-14-14-1 毡封油圈和沟槽尺寸毡封油圈和沟槽尺寸毡封油圈和沟槽尺寸毡封油圈和沟槽尺寸 轴径 d/mm 1 d/mm d/mmb/mm 0 d/mm 0 d/mm 1 b/mm 2 b/mm 2221323.51d+11d+3.54.3 根据上表可得 0 123dd=+ =mm, 0 1133dd=+=mm 另外b=8mm。 4.2.2 从动轴上通用 o 型密封圈 安徽理工大学毕业设计（论文） 24 通用 o 型密封圈图形如下所示： 图图图图 4-34-34-34-3 通用通用通用通用 o o o o 型圈结构图型圈结构图型圈结构图型圈结构图 表表表表 4-24-24-24-2 通用通用通用通用 o o o o 型圈（代号型圈（代号型圈（代号型圈（代号 g g g g）尺寸）尺寸）尺寸）尺寸 项目 1 d/mm 极限偏差/mm 2 d/mm 极限偏差/mm 轴径d12mm11.80.172.650.09 轴径d57mm53.00.442.650.09 轴径d25mm25.00.221.800.08 活塞d57mm53.00.442.650.09 4.3 小圆螺母的设计计算 从动轴上的小圆螺母如下图所示： 标记示例： 螺纹规格dp=12 1.25m， 材料 45 钢， 槽或全部热处理后硬度为34 45hrc, 表面氧化的小圆螺母的标记： 螺母8108812 1.25gbm 注: 槽数n：100 2,4;105 2,6dmndmn= 材料：45 钢 安徽理工大学毕业设计（论文） 25 图图图图 4-44-44-44-4 小圆螺母结构图小圆螺母结构图小圆螺母结构图小圆螺母结构图 表表表表 4-34-34-34-3 小圆螺母相关尺寸小圆螺母相关尺寸小圆螺母相关尺寸小圆螺母相关尺寸 mm 螺纹规格 dpk d m ht c 1 c max min max min 12 1.25m2264.342.620.50.5 安徽理工大学毕业设计（论文） 26 4.4 变量机构的设计计算 图图图图 4-54-54-54-5 变量机构结构简图变量机构结构简图变量机构结构简图变量机构结构简图 此结构与右泵盖的外凸部分配合并用 m3 的开槽圆柱头螺钉与泵盖连接，变量杆 与从动轴连接。当变量杆来回摆动时，从动轴作轴向的来回移动，从而由从动轴 带动齿轮来回移动，进而改变两齿轮的啮合长度。而当两齿轮的啮合长度改变其 流量也随之改变，由此实现齿轮泵的变量。 1 d与从动轴配合，故 1 d= 25mm。 由于齿轮的啮合长度最少为 1 3 lb,设其最少长度为 1 3 lb=,则变量杆的轴向 摆动距离 22 1510 33 bmm=。 d 与泵盖配合，则 d=59mm，取 0 70dmm=，其配合的长度 2 13lmm=。 另外设计变量机构的总长70lmm=，取 0 30lmm=， 1 10lmm=。 变量杆在啮合长度最大时与竖直方向的夹角 0 15=，4.83,4rmm dmm=。 变量机构突出的部分为了使其不与 1 d所在的孔相连，则取20hmm=。 安徽理工大学毕业设计（论文） 27 第 5 章 基于 solidworks 的齿轮泵的虚拟设计系统 5.1 引言 齿轮泵是一种应用广泛的液压泵，它与其它液压泵一样，为液压系统提供动 力，保证液压系统的正常运行，齿轮泵的工作原理是通过两个齿轮轮齿的互相啮 合，实现密封容积的变化，从而达到输出具有一定能量的油液目的。目前，齿轮 泵的工作压力已接近柱塞泵，组合负载传感方案为齿轮泵提供了变量的可能性， 这意味着齿轮泵与柱塞泵之间原有清楚的界限变得愈来愈模糊了。 齿轮泵与柱塞 泵相比，具有结构简单、低成本、抗污染能力强及维护要求低的优点，且齿轮泵 应用广泛，型号较多，开发齿轮泵的参数化虚拟设计系统，有着重要的实际应用 意义和现场应用价值。 solidworks 是一套基于 windows 的 cad/cae/cam/pdm 桌面集成系统， 是美国 solidworks 公司于 1995 年 11 月研制成功的，它总结和继承了大型 cad 软件的优点，可以实现全参数化的三维实体造型设计。它具有零件设计、钣金设 计、管理设计、绘制二维工程图等功能，而且保持零件设计、装配设计和工程图 保持相关性，实现自上向下设计或自下而上设计，从而达到三者的同步，提高了 设计效率和工作强度，在模具造型和工业设计等方面有相当大的优势。 solidworks 通过 ole 技术为用户提供了强大的二次开发接口， 凡是支持 ole 编 程和 com 组件对象模型的开发工具，都是可以用于 solidworks 的二次开发， 创 建出用户定制的、专用的 solidworks 功能模块，这些都为实现齿轮泵的虚拟设 计奠定了基础。 5.2 齿轮泵的参数化造型设计 参数化造型设计是 solidworks 软件核心功能之一，包括集成化线框、曲面 和实体造型、 二维草图设计以及基于特征的造型等。 它提供尺寸驱动的几何变量， 用交互式方法检查模型变化的结果，其模型可智能化。参数化造型虚拟技术通过 记录几何体间的所有依存关系，自动捕捉设计者的意图。 5.2.1 齿轮泵零部尺寸计算 齿轮泵的零部件的尺寸计算是整个齿轮泵虚拟设计系统的基础部分， 主要是 主、从动齿轮的参数计算和传动轴的参数计算的参数计算等，要分别编制齿轮参 数计算模块、传动轴计算模块等计算模块。其中最重要的是齿轮的参数计算， 为 制造方便，齿轮泵的齿轮通常采用增一齿修正法，其参数计算不同于通常的齿轮 设计，如图 5-1： 设计计算模块根据已知的齿轮泵工作压力、负载、转速等设计参数，设计计 安徽理工大学毕业设计（论文） 28 算齿轮泵各零件的结构尺寸，并根据计算公式及设计经验进行优化选型。 图 5-1 齿轮泵齿轮参数计算模块 5.2.2 关键部件的结构设计 solidworks 不仅支持传统的自下而上的传统设计， 而且可以自上而下进行设 计。在自下而上设计方法中，先设计单个零件，然后再装配成装配体；在自上而 下设计方法中，使用装配体内部的布局来驱动零件和装配体的设计。 例如，齿 轮泵的外壳体的内表面和齿轮泵的主、从动齿轮的齿顶应该互相配合，由此可以 采用自上而下的设计方法，将齿轮泵的两个齿轮配合生成装配体，在这个装配体 中通过添加外壳体零件，从而达到二者之间的互相关联。在构思、开发与改进模 型设计的重复过程中，用约束管理来保持特定部件间的约束关系，相互关联的配 合不变。一个约束关系能使许多零部件结构设计自动进行，并可保证设计对零部 件间所要求关系的一致。 图 5-2 齿轮泵的虚拟设计系统主界面 安徽理工大学毕业设计（论文） 29 5.3 利用 vb 调用 silidworks 利用下面一段程序就可以通过可视化编程软件vb调用solidworks软件， 如图 5-2 所示，就是利用 vb 开发出的齿轮泵的虚拟设计系统的主界面。 private sub command1_click() dim swappas sldworks.sldworks dim partas sldworks.modeldoc2 set swapp = createobject(“sldworks.application“) 5.4 齿轮泵的虚拟装配模块 齿轮泵由主动齿轮、从动齿轮、主动轴、从动轴等多个零件共同组成，这些 零件被赋予了一定的约束关系， 这样的约束关系在 solidworks 中被称之为配合关 系。使用配合关系，可以相对于其它零部件来精确地定位零部件，同时也可定义 零部件如何相对于其它的零部件移动和旋转， 在这里主要研究的是零件配合时相 互的定位关系。 在 solidworks api 中可以使用的配合类型也有八种。solidworks api 在 swconst.h and swconst.bas 中定义的 swmatetype_e 列表中定义了以下八种装配关 系，分别是 swmatecoincident（重合） 、swmateconcentric（同心） 、 swmateperpendicular （垂直） 、 swmateparallel （平行） 、 swmatetangent （相切） 、 swmatedistance （距离） 、 swmateangle （角度） 、 swmateunknown。 零件配合时还有三种相应的对齐类型，这三种对齐类型定义在 swconst.h and swconst.bas 中的 swmatealign_e 列表中，