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液压齿轮油泵的设计【机械毕业设计word+CAD图纸】【答辩通过】

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关键词：: 液压齿轮油泵设计机械毕业设计 word cad 图纸答辩通过

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摘要

齿轮油泵是借一对相互啮合的齿轮，将原动机输出的机械能转为液压能的转换转置，在低压液压系统中作为提供一定流量，压力的液压能源。它机构简单，工作可靠，自吸能力好，在低压液压系统中被广泛采用。适用于塑料橡胶织加工工业，纺印染工业涂料工业，木料加工工业，食品工业，造纸印刷等液态热载体加热等各种工业。

关键词齿轮油泵；齿轮

Abstract

Gear wheel oil pump be borrow a pair of the gear wheel being engaged mutually, changing turning the mechanical energy that the prime mover exports into the hydraulic pressure energy is placed in revolution, before low pressure be hydraulic pressure sources of energy providing certain rate of flow , pressure in hydraulic pressure system. Its organization is simple , the job is reliable , the ability is good from sucking, the quilt adopts broadly in low pressure in hydraulic pressure system. Apply to plastic rubber weave processing industries , spin dyeing and printing industry coating material industry , lumber processing industries , food industry, the carrier printing fever of waiting for liquid state heats a paper making waiting for various industry.

第1章绪论----------------------------------------------------4

1．1液压齿轮油泵的工作原理------------------------------------------4

1．2液压系统的组成-------------------------------- -----------------5

1．3液压传动的发展史------------------------------------------------7

1．4液压发展趋势----------------------------------------------------7

1．5液压传动的特点-------------------------------------------------7

第二章液压系统组成及结构-------------------------------------------8

2．1液压系统的组成及其---------------------------------------------8

2．2动力元件-------------------------------------------------------10

2．3执行元件液压马达的工作原理-------------------------------------12

2．4执行元件液压马达的工作原理-------------------------------------14

第三章齿轮泵设计-----------------------------------------------15

3．1明确设计要求。进行工况分析-------------------------------------15

3．2液压系统图的拟定-----------------------------------------------15

3．3电动机的选择--------------------------------------------------17

3. 4齿轮传动设计--------------------------------------------------17

第四章总结-----------------------------------------------------24

参考文献-----------------------------------------------------------25

致谢---------------------------------------------------------------26

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内容简介：: 1 盐城纺织职业技术学院毕业设计液压齿轮油泵姓名邓富班级机电 522 专业机电一体化技术所在系机电工程系指导老师陈中玉完成时间 2009 年 4 月 25日至 2009 年 5 月 25日 nts 2 摘要齿轮油泵是借一对相互啮合的齿轮，将原动机输出的机械能转为液压能的转换转置，在低压液压系统中作为提供一定流量，压力的液压能源。它机构简单，工作可靠，自吸能力好，在低压液压系统中被广泛采用。适用于塑料橡胶织加工工业，纺印染工业涂料工业，木料加工工业，食品工业，造纸印刷等液态热载体加热等各种工业。关键词齿轮油泵；齿轮 Abstract Gear wheel oil pump be borrow a pair of the gear wheel being engaged mutually, changing turning the mechanical energy that the prime mover exports into the hydraulic pressure energy is placed in revolution, before low pressure be hydraulic pressure sources of energy providing certain rate of flow , pressure in hydraulic pressure system. Its organization is simple , the job is reliable , the ability is good from sucking, the quilt adopts broadly in low pressure in hydraulic pressure system. Apply to plastic rubber weave processing industries , spin dyeing and printing industry coating material industry , lumber processing industries , food industry, the carrier printing fever of waiting for liquid state heats a paper making waiting for various industry. nts 3 目录第 1章绪论 -4 1 1液压齿轮油泵的工作原理 -4 1 2液压系统的组成 - -5 1 3液压传动的发展史 -7 1 4液压发展趋势 -7 1 5液压传动的特点 -7 第二章液压系统组成及结构 -8 2 1液压系统的组成及其 -8 2 2动力元件 -10 2 3执行元件液压马达的工作原理 -12 2 4执行元件液压马达的工作原理 -14 第三章齿轮泵设计 -15 3 1明确设计要求。进行工况分析 -15 3 2液压系统图的拟定 -15 3 3电动机的选择 -17 3. 4齿轮传动设计 -17 第四章总结 -24 参考文献 -25 致谢 -26 nts 4 第 1章绪论液压与气压传动是研究以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质，来实现各种机械的传动和自动控制的学科。液压传动与气压传动实现传动和控制的方法是基本相同的，它们都是利用各种控制元件组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量的传递。转换与控制。因此，要研究液压与气压传动及其控制技术，就首先要了解传动介质的基本物理性能及其静力学、运动学和动力学特性；要了解组成系统的各类液压与气动元件的结构、工作原理。工作性能以及由这些元件所组成的各种控制回路的性能和特点，并在此基础上进行液压与气压传动控制系统的设计 1.1 液压齿轮油泵的工作原理齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“ 8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被排除了。由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到 100，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体 100地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到 93 98的效率。对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。如果有一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，泵则会推动流体通过它们。如果这个阻尼器在工作中变化，亦即如果滤网变脏、堵塞了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装置中最弱的部件的机械极限 (通nts 5 常装有一个扭矩限制器 )。对于一台泵的转速，实际上是有限制的，这主要取决于工艺流体，如果传送的是油类，泵则能以很高的速度转动，但当流体是一种高粘度的聚合物熔体时，这种限制就会大幅度降低。推动高粘流体进入吸入口一侧的两齿空间是非常重要的，如果这一空间没有填充满，则泵就不能排出准确的流量，所以 PV 值 (压力流速 )也是另外一个限制因素，而且是一个工艺变量。由于这些限制，齿轮泵制造商将提供一系列产品，即不同的规格及排量 (每转一周所排出的量 )。这些泵将与具体的应用工艺相配合，以使系统能力及价格达到最优。 1.2 液压系统的组成一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压齿轮油泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件 (如液压缸和液压马达 )的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀 (安全阀 )、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压元件分类：动力元件：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵；执行元件：液压缸、活塞液压缸、柱塞液压缸、摆动液压缸、组合液压缸；液压马达：齿轮式液压马达、叶片液压马达、柱塞液压马达；控制元件：方向控制阀、单向阀、换向阀；压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀：节流阀、调速阀、分流阀； nts 6 辅助元件：蓄能器、过滤器、冷却器、加热器、油管、管接头、油箱、压力计、流量计、密封装置等；液压系统的组成：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件主要包括 : 各种管接头 (扩口式、焊接式、卡套式 ,sae法兰）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。液压阀是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路。有直动型与先导型之分，多用先导型。液压管接头的分类液压软管、高压球阀、意图奇的快速接头、卡套式管接头、焊接式管接头、高压软管。液压管接头和普通管接头的差别最大的最显著的区别的就是液压的压力是大的惊人的，液压油管突然爆裂油的冲击力是很大的。我这样说，肯定不能用普通的替换专用的接头，因为液压的都是可以承受很nts 7 大压力的，普通的最多 0.5个气压就已经快不行了，现在我们的液压管接头技术比起国外来差距太大，液压英才网提醒各位液压届的朋友要多多交流发展中国自己的液压管接头技术。 1.3 液压传动的发展史液压传动和气压传动称为流体传动，是根据 17 世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术， 1795 年英国约瑟夫布拉曼 (Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。 1905 年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。第一次世界大战 (1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是 1920 年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的 20 年间，才开始进入正规的工业生产阶段。 1925 年维克斯 (F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵 ,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。 20 世纪初康斯坦丁尼斯克 (GConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究 ;1910 年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等 )方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战 (1941-1945)期间 ,在美国机床中有 30%应用了液压传动。应该指出 ,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动 ,1956 年成立了“液压工业会”。近 2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 1.4 液压发展趋势液压传动技术在科技飞速发展的当今世界发展将更加迅速。随着工业的发展，气动技术的应用领域已从汽车、采矿、钢铁、机械工业等行业迅速扩展到化工、轻工、食品、军事工业等各行各业。气动技术已发展成包含传动、控制与检测在内的自动化技术。由于工业自动化技术的发展，气动控制技术以提高系统可靠性，降低总成本为目标。研究和开发系统控制技术和机、电、液、气综合技术。显然，气动元件当前发展的特点和研究方向主要是节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与电子学相结合的综合控制技术。 1.5 液压传动的特点液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑nts 8 料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。液压的优缺点液压的优点与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： 1、液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。 2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。 3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达 2000： 1）。 4、可自动实现过载保护。 5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动 / 7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。液压的缺点 1、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。 2、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。 4、由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。 5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。 nts 9 第 2 章液压系统组成及结构 2.1 液压系统的组成及其作用一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压齿轮油泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，它们的性能比较如 1-1所示执行元件 (如液压缸和液压马达 )的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件 (即各种液压阀 )在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀 (安全阀 )、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统中的马达液压马达习惯上是指输出旋转运动的，将液压齿轮油泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。液压马达的特点及分类从能量转换的观点来看，液压齿轮油泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压齿轮油泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况 ;反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压齿轮油泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素 -密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。但是，由于液压马达和液压齿轮油泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压齿轮油泵之间，仍存在许多差别。首先液nts 10 压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称 ;液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承 ;其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。由于存在着这些差别，使得液压马达和液压齿轮油泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。额定转速高于 500r/min 的属于高速液压马达，额定转速低于 500r/min 的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节 (调速及换向 )灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低 (有时可达每分钟几转甚至零点几转 )，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大，所以又称为低速大转矩液压马达。 2.2 动力元件动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。液压系统是以液顺泵作为向系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。 1.液压泵的工作原理液压系都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的。故一般称为容积式液压泵，图 2-1所示的是一早枉基派企泉的工作原理图，图中柱塞 2装在缸体 3中形成一个密封容积 a，柱塞在弹簧 4的作用下始终压紧在偏心轮 1上。原动机驱动偏心轮 1旋转体林空 2作往复运动，使密封容积 a的大小发生周期性的交替变化。当 a由小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀 6进人油腔 a而实现吸油；反之，当 a 由大变小时， a腔中吸满的油液将顶开单向阀 5流人系统而实现压油。这样液压泵就将原动机输人的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。 2液压泵的特点 nts 11 单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点： 1）具有名十个密封几又可以周期性变化的空间液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。这是容积式液压泵的一个重要特性。 2）油箱内液体的绝对作力必须恒等于或大于大气压力这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用密闭的充压油引具有相应的配流机构将吸液腔和排液腔隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。液压系的结构原理不同，其配流机构也不相同。图 2 l所示的单柱塞泵的配油机构就是单向阀 5、 6。容积式液压泵中的油腔处于吸油时称为吸油腔，处于压油时称为压油腔。吸油腔的压力决定于吸油高度和吸油管路的阻力。吸油高度过高或吸油管路阻力太大，会使吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸性能，压油腔的压力则取决于外负载和排油管路的压力损失，。从理论上讲排油压力与液压泵的流量无关。容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸和转速，而与排油压力无关，但排油压力要影响泵的内泄漏和油液的压缩量，从而影响泵的实际输出流量，所以液压泵的实际输出流量随排油压力的升高而降低。液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为定量泵和变量泵两类；按结构形式可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。液压泵的主要性能参数 1压力（ l）二一作压力液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。（ 2）额定压力液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。（ 3）最高允许压力在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值，称为液压泵的最高允许压力。 2排量和流量（ 1）排演 V 液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量可以调节的液压泵称为变量泵；排量不可以调节的nts 12 液压泵则称为定量泵。（ 2）理论流量 q；理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的条件下，在单位时间内所排出的液体体积。显然，如果液压泵的排量为厂其主轴转速为 n，则该液压泵的理论流量 q为 q=Vn 式中， V为液压泵的排量（ m/s）为主轴转速（ r s）（ 3）实际流量 q 液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积称为实际流量，它等于理论流量 q；减去泄漏和压缩损失后的流量 q，即 q=q -q1 （ 4）额大流星（液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定（如在额定压力和额定转速下）必须保证的流量 2.3 执行元件液压马达的工作原理 1、叶片式液压马达由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。 2、径向柱塞式液压马达径向柱塞式液压马达工作原理，当压力油经固定的配油轴 4的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为。力可分解为和两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为 p，柱塞直径为 d，力和之间的夹角为 X时，力对缸体产生一转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。 nts 13 以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。 3轴向柱塞马达轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都可以作为液压马达用，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。轴向柱塞马达的工作原理为，配油盘和斜盘固定不动，马达轴与缸体相连接一起旋转。当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，紧贴斜盘斜盘对柱塞产生一个法向反力 p，此力可分解为轴向分力及和垂直分力 Q。 Q 与柱塞上液压力相平衡，而 Q 则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。若改变马达压力油输入方向，则马达轴按顺时针方向旋转。斜盘倾角 a的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生转矩越大，转速越低。 4、齿轮液压马达齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外 ;为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承 ;为了减少转矩脉动齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。液压系统中的密封件在液压系统及其系统中，密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费，污染机器和环境，甚至引起机械操作失灵及设备人身事故。内漏会引起液压系统容积效率急剧下降，达不到所需要的工作压力，甚至不能进行工作。侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。因此，密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分。它的工作的可靠性和使用寿命，是衡量液压系统好坏的一个重要指标。除间隙密封外，都是利用nts 14 密封件，使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下。在接触式密封中，分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封（即唇形密封）两种。 2.4执行元件液压马达的工作原理在液压系统中，除需要液压泵供油和液压执行元件来驱动工作装置外，还要配备一定数量的液压控制阀来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大 J。进行预期的控制，以满足负载的工作要求。因此，液压控制阀是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元件。各类液压控制问虽然形式不同，控制的功能各有所异，但都具有共性。首先，在结构上，所有的间都有阀体阀芯（座间或滑阀）和驱使问芯动作的元部件（如弹簧、电磁铁）等组成；其次，在工作原理上，所有的阀的阀口大小，阀进、出油口问的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式（ q=KA pm），只是各种阀控制的参数各不相同而已。如压力阀控制的是压力，流量阀控制的是流量等。因而，根据其内在联系、外部特征、结构和用途等方面的不同，可将液压阀按不同的方式进行分类。液压传动系统对液压控制阀的基本要求为： l）动作灵敏、使用可靠，工作时冲击和振动要小，使用寿命长。 2）油液通过液压阀时压力损失要小，密封性能好，内泄漏要小，无外泄漏。 3）结构简单紧凑，安装。维护、调整方便，通用性好 nts 15 第三章齿轮泵设计液压传动系统的设计是整机设计的一部分在目前液压系统的设计主要还是经法即使使用计算机辅助设计，也是在专家的经验指导下进行的。因而就其设计步骤而言，往往随设计的实际情况，设计者的经验不同而各有差异，但是，从总体看，其基本内容是一致的，具体为： l）明确设计要求、进行工况分析。 2）拟定液压系统原理图。 3）计算和选择液压元件。 4）验算液压系统的性能。 5）绘制 M作图，编制技术文件。 3.1 明确设计要求。进行工况分析一、明确设计要求明确液压系统的动作和性能要求，例如，执行元件的运动方式、行程和速度范围、负载条件、运动的平稳性和精度、工作循环和动作周期、同步或联锁要求、工作可靠性要求等。明确液压系统的工作环境，例如，环境温度、湿度尘埃、通风情况、是否燃、外界冲击振动的情况及安装空间的大小等。二、工况分析这里所指的工况分析主要指对液压执行元件的工作情况的分析，分析的目的是了解在工作过程中执行元件的速度。负载变化的规律，并将此规律用曲线表示出来，作为拟定液压系统方案确定系统主要参数（压力和流量）的依据。若液压执行元件动作比较简单，也可不作图，只需找出最大负载和最大速度即可。 1运动分析按设备的工艺要求，把所研究的执行元件在完成一个工作循环时的运动规律用图表示出来，这个图称为速度图。现以图 9 1所示的液压缸驱动的组合机床滑台为例来说明，图 9-1a是机床的动作循环图，由国可见，工作循环为快进十工进一快退；图 9 1b 是完成一个工作循环的速度一位移曲线，即速度。 3.2.液压系统图的拟定液压系统图的拟定，主要是考虑以下几个方面的问题： nts 16 （ 1）供油方式从工况图分析可知，该系统在快上和快下时所需流量较大，且比较接近，在慢上时所需的流量较小，因此从提高系统的效率，节省能源的角度考虑，采用单个定量泵的。供油方式显然是不合适的，宜选用双联式定量叶片泵作为油源。（ 2）调速回路由工况图可知，该系统在慢速时速度需要调节，考虑到系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，所以采用调速阀的回油节流调速回路。（ 3）速度换接回路由于快上和慢上之间速度需要换接，但对换接的位置要求不高，所以采用由行程开关发讯控制二位二通电磁间来实现速度的换接。（ 4）平衡及锁紧为防止在上端停留时重物下落和在停留期间内保持重物的位置，特在液压缸的下腔（无杆腔）进油路上设置了液控单向问；另一方面，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置了一单向背压阀。本液压系统的换向采用三位四通 Y型中位机能的电磁换向间，图 96为拟定的液压统原理图，图 9 7为采用叠加式液压阀组成的该液压系统原理图。nts 17 3.3 电动机的选择 : 3.11 电动机类型和结构型式选择 Y 系列笼型三相异步电动机 ,卧式闭型电电动机 3.12 选择电动机容量工作机所需功率 1000FVPw =7700*0.8/1000=6.16kw d Vn w *14.3 *1000*60=58.8r/min 电动机的输出功率 wdPP =6.16/0.77=8kw = 1 * .*n=0.82*0.98*0.95*0.98*0.97*0.98*0.98*0.97*0.98*0.98*0.99*0.96=0.77 确定电动机的额定功率 ded PP 3.13选择电动机的转速同步转速 1500r/min 3.14确定电动机型号选择 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min 3.4齿轮传动设计直齿锥齿 : 轴交角 =90 传递功率 P=10.45kw 齿轮转速 1n =486.7r/m 传动比 i=2.5 载荷平稳 ,直齿为刨齿 ,齿轮 40Cr,调质处理 ,241HB286HB 平均 260HB 齿面接触疲劳强度计算齿数和精度等级取 1z =24 选八级精度使用系数 AK =1.0 动载荷系数vK=1.15 nts 18 齿间载荷分配系数 HoK估计 AK *Ft/b100N/mm cos1 =u/ 12 u =2/ 5 =0.89 1Vz=1z / cos 1 =24/0.89=26.97 v=(1.88-3.2(1/(2*1V )+1/(2* 2V )cos =1.85 z= 3/)83.14( =0.85 HK=21z=1.4 齿向载荷分布函数 K=1.9 载荷系数 K = AKvK K K=1*1.5*1.4*1.9=3.99 转矩 1T =9.55* 610 *nP=9.55* 610 *10.45/486.7=20505N.mm 弹性系数 EZ =189.8 MPa 节点区域系数 HZ =2.5 接触疲劳强度 1limH =710Mpa 接触最小安全系数 limHS =1.5 接触寿命系数 1NZ=1.0 许用接触应力 1H = 1limH *1NZ/ limH =710*/1.05=676Mpa 齿轮大端分度圆直径 d R =0.3 d3 22R1 *)0 . 5-(1 *7.4 H zzzuTk HER =70mm 验算圆周速度及 Ka*Ft/b 1md=(1-0.5 R) 1d =(1-0.5 R)70=59.5mm mV=1000*60 11ndm=3.1459.5*486.7/60000=1.5m/s tF= NdmT 2.6895.5920505*22 11 nts 19 b= R *R= R *d/(2*sin1 )= R * 1d /(2* 2cos1 =20.4mm aK*tF/b=1.0*689.2/20.4=33.8N/mm100N/mm 确定传动尺寸大端模数 m= 1d /1z =70/24=2.9mm 实际大端分度圆直径 d d=mz=3*24=84 b= R *R=0.3*80.5=24.15mm 齿根弯曲疲劳强度计算齿面系数 1FaY=2.72 应力修正系数 1SaY=1.66 重合度系数 Y=0.25+0.75/av=0.25+0.75/0.85=0.66 齿间载荷分配系数 FKAK *tF/b100N/mm FK=1/Y=1/0.66=1.56 载荷系数 K = AKvK K K=1*1.15*1.56*1.9=3.4 弯曲疲劳极限 minF 1minF =600MPa 弯曲最小安全系数 minSF =1.25 弯曲寿命系数 1NY=2NY=1.0 尺寸系数 xY=1.0 许用弯曲应力 1F = F lim1NY xY/ minF =600*1.0*1.0/1.25=480MPa 验算 1F =3 232121111)5.01(7.4 umzYYYKTRRSzFa=12*3*24*)3.0*5.01(3.066.0*66.1*72.2*20505*99.3*7.42322 =152 1F 标准斜齿圆柱齿轮 nts 20 齿轮用 40Cr调质处理 ,硬度 241HB286HB 平均 260MPa 初步计算转矩 1T =9.55* 610 *9.73/235.1=39524N.mm 齿数系数d=1.0 dA值取dA=85 初步计算的许用接触应力 H1=0.96 Hlim1=0.9*710=619MPa 初步计算的小齿轮直径 d=Ad3 21 1 uuTHd=85*3 2 4 14522*139524 =48.1mm 取 1d =50mm 初步尺宽 b= d* 1d =1*50=50mm 校和计算圆周速度 v=1000*60 11nd=0.62m/s 精度等级选九级精度齿数 z和模数 m 初步齿数 1z =19; 2z =i*19=4*19=76 和螺旋角 tm= 1d /1z =50/19=2.63158 nm=2.5mm =arcostnmm=arccos2.5/2.63158=18.2 使用系数 AK =1.10 动载系数 vK=1.5 齿间载荷分配系数 HKtF=112dT=2*39524/50=1581N b FK tA *=1.1*1.581/50=34N/mm100N/mm =1.88-3.21/1z +1/2z cos =1.88-3.25*(1/19+1/76)cos18.2 nts 21 =1.59 =mnb sin=2.0 = =1.59+2.0=3.59 t= arctancostan n=arctan2.18cos 20tan=20.9 cosb=cos18.2 20cos /20.9cos =0.95 齿向载荷分布系数 HK=A+B1+0.6* 21db 21db +c*b/1000=1.36 K = AK *vK* HK* HK=1.10*1.05*1.76*1.36=2.76 弹性系数 EZ =189.8 MPa 节点区域系数 HZ =2.38 重合度系数 1取 79.059.11)1(34 z 螺旋角系数 Z= 97.02.18c o sc o s 许用接触应力 M P aM P a HH 6 9 07 9 8 21 验算 uubdKTzzzHEH12211 =189.8*2.38*0.9741450*503 9 5 2 4*76.2*22=647MPa690MPa 齿根弯曲疲劳强度验算齿行系数 YFa 1vz=222.18c o s 19c o s 331 zY1aF=2.72 应力修正系数SaY1SaY=1.56 nts 22 重合度系数 Y co s)11(*2.388.021 zzv =1.61 72.061.1 75.025.075.025.0 vY

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