齿轮泵设计与装配仿真毕业设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘 要当前，三维软件技术在我国得到了广泛的应用，极大地提高了企业产品设计的能力。为缩短齿轮泵的设计周期，降低成本，避免设计过程中的一些重复性工作，将三维软件技术引入到齿轮泵的设计过程中来成为一种趋势。 本篇论文主要作了以下几个方面的研究：外啮合齿轮泵的几何参数上对其进行了较为详细的分析和计算；对外啮合齿轮泵做了具体的实体建模，详细地分析了实体建模的过程。对齿轮泵进行了虚拟装配，为实体的装配打下了基础。对齿轮泵进行了运动仿真，能够更好地理解齿轮泵的工作运行情况。本次毕业设计我利用三维设计软件Pro/E来创建齿轮泵的三维实体模型来进行虚拟装配和运动仿真，通过具体实例探讨了CAD技术在现代机械设计制造业的发展和应用，最终完成了齿轮泵各零件的实体建模、虚拟装配及运动仿真。通过装配动画及运动仿真，可以清楚地看到齿轮泵的装配过程，以及在运动的过程中所表现出来的各种特征，为齿轮泵的开发设计、研究提供了直观的运动图像。本文的研究成果对外啮合齿轮泵设计具有重要的理论指导作用。 关键词：外啮合齿轮泵 PROE 虚拟装配 运动仿真IVAbstract At present, the 3D software technology in our country, a wide range of applications, has greatly improved the ability of the enterprise product design. To shorten the design period of the gear pump, reduce cost, avoid some of the design process repeated work, a 3D software technology is introduced into the gear pump design process to become a trend. This paper made the following several aspects of the research: outside the meshing geometric parameters of gear pump on the more detailed analysis and calculation; the mesh made specific entity modeling, detailed analysis is made of the entity modeling process; on the gear pump virtual assembly, the assembly for entities and lays the foundation. the movement simulation of the gear pump, to be better understanding of the gear pump working situation. The graduation design I use 3D design software Pro/E to create the gear pump of the three-dimensional entity model for virtual assembly and movement simulation through the example, discusses the mechanical design CAD technology in the modern manufacturing to the development and application of the gear pump, finally complete all parts of the entity modeling, virtual assembly and movement simulation. Through the assembly animation and movement simulation, you could see clearly the assembly process of the gear pump and in the process of movement shown in all the feature of the gear pump, for the development of design, research provides intuitive movement image. The result of this paper foreign meshing gear pump design has important theoretical guidance.Key words：Meshing gear pump outside PROE Virtual assembly Movement simulation目 录摘 要IAbstractII目 录III前言1第一章 绪论31.1 外啮合齿轮泵的工作原理31.2 在Pro/E环境下实现齿轮泵参数化设计主要工作4第二章 齿轮泵的几何参数设计52.1 齿轮设计52.1.1 确定齿数52.1.2 确定齿轮模数m和齿宽B62.1.3 圆周速度校核72.2 齿轮参数设计72.3 齿轮泵两个相啮合齿轮的校核82.3.1 功率与转矩计算82.3.2 齿轮校核92.4 主动齿轮轴设计112.4.1 初步确定齿轮轴的最小直径112.4.2 主动齿轮轴的结构设计112.5 从动齿轮轴设计142.6 卸荷槽尺寸设计142.7 齿轮泵壳体设计142.8 常用材料和技术要求142.8.1 齿轮轴142.8.2 轴承152.8.3 齿轮152.8.4 壳体152.8.5 侧板15第三章 齿轮泵实体建模163.1 Pro/E简介163.1.1 Pro/E常用功能模块163.1.2 Pro/E参数式设计的特性183.2 齿轮泵主要组成零件193.3 泵体主要零件的绘制方法193.3.1 泵体的创建203.3.2 主动齿轮轴的创建313.3.3 创建其他零件43第四章 齿轮泵虚拟装配494.1 模型分析494.2 建立左端盖子组件504.3 建立右端盖子组件534.4 建立传动齿轮轴子组件544.5 齿轮泵总装57第五章 齿轮泵运动仿真615.1创建机构615.1.1 定义销钉连接615.1.2 定义齿轮副615.2 添加驱动器635.3 进行机构运动仿真645.3.1 定义机构仿真645.3.2 干涉检查655.3.3 结果回放及捕获655.4 分析仿真结果65第六章 总结68致谢70参考文献71前言伴随着计算机科学的发展及信息时代的到来，产品的计算机辅助设计和制造已经成为现代制造工业的重要组成部分。为了更好地实现对机械的设计、制造，减少在工作中的一些不必要的失误，减少对原材料的消耗，提高工作效率，计算机辅助设计技术，虚拟仿真技术在这个领域的应用变得越来越普遍，越来越重要。在传统的机械设计中，头脑产生的三维实体图像要通过投影原理及附加的各种规则和标准进行“翻译”再描绘到图纸上，用二维工程图纸的方式来表达设计思想，这样将大量的时间和精力耗费在图纸的绘制和修改上。随着CAD软件的逐步推广，特别是AutoCAD的广泛应用，给设计过程带来了第一次革命，使设计者抛弃了图板，以往要用手工完成的工作可以由计算机来完成，大大提高了绘图的效率和准确性。但是以AutoCAD为代表的软件仅用二维设计方式绘制工程图。随着计算机技术的不断发展，三维设计软件大量涌现，使设计领域又产生第二次革命。三维设计软件可以直接地反映设计的思维过程，建立实体模型，使设计思想表达更准确、清晰。利用设计出的三维实体模型可以进行虚拟装配和静态干涉检查、机构分析和运动干涉检查、动力学分析、强度计算、以及各种加工、美工处理等，使设计的过程产生新的飞跃，这是二维CAD软件无法比拟的。并且通过了解和掌握三维设计过程，可以进一步开阔设计思路，提高设计水平和创新能力。目前在我国市场比较流行的三维设计软件有Pro/E、SolidWorks、SolidEdge、UG、MDT、IDEAS等。其中Pro/E是一套完全基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便的实现复杂的各种机械的三维视图，还可以实现对零件的虚拟装配，以及运动仿真等。齿轮泵作为一种通用机械，在各行各业中得到了广泛的应用。其结构比较复杂，零件较多，并且精度要求也较高，正因为其诸多特点引起了多人对其进行研究。在现实设计中，需要先按设计要求绘制出各个零件图及总装图，然后按图纸制造出各个零件，再逐一装配，过程比较繁杂。若设计失误或制造出现问题，还得从头再来，这样势必费时费力增加了产品的成本，延长了产品更新换代的周期。利用Pro/E借助于计算机来完成齿轮泵的虚拟设计，可以预先发现设计过程中的错误，并及时修改，直到符合要求为止，这样就显著缩短了齿轮泵的开发周期，降低了设计成本。第一章 绪论1.1 外啮合齿轮泵的工作原理右图是外啮合齿轮泵的工作原理图。由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。由于齿轮端面与壳体 端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合，使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。齿轮泵是容积式回转泵的一种，其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮（主动轮）固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮（从动轮）装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合（齿与齿啮合前），然后进入压油管排出。 齿轮泵的主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻、造价低。但与其他类型泵比较，有效率低、振动大、噪音大和易磨损的缺点，齿轮泵适合于输送黏稠液体。1.2 在Pro/E环境下实现齿轮泵参数化设计主要工作在Pro/E环境下实现齿轮泵的参数化设计主要有如下工作： （1）零件实体建模：用Pro/E绘制齿轮泵各个组成零件，并将做好的零件存放在建立的零件库中，当零件需要修改时，只需将此零件用Pro/E打开，对零件加以更改就可以了。（2）齿轮泵虚拟装配及装配动画的制作：对齿轮泵的各个部分分别进行装配，如左端盖、右端盖、传动轴等，然后将它们装配在一起。当有装配错误时，将错误的地方拆除从新装配就可以了。在装配的同时还要进行干涉检查，发现问题及时更改。然后用Pro/E自带的动画模块，建立齿轮泵装配动画。 （3）齿轮泵运动仿真：完成齿轮泵虚拟装配之后，进入机构模块，对其进行运动学分析，获取齿轮泵速度、加速度等动态信息。最后运用Pro/E的“捕获”工具捕获仿真动画。第二章 齿轮泵的几何参数设计一般规格的齿轮泵已有系列产品可以供选择使用，只有特殊规格的或用于特殊条件下的齿轮泵才需要重新设计。本次设计以外啮合齿轮泵为例进行设计，设计步骤如下：设计时，一般给出额定压力PH和几何排量qB作为原始设计参数，本次设计选择给出压力角=20；流量q=21m3/h,压力为PH=2.5MPa；转速为1420r/min作为原始数据。现将设计要点简介如下。2.1 齿轮设计2.1.1 确定齿数应根据对齿轮泵的噪声和减少体积要求选择齿数，为了保证流量脉动系数Q不至于太大，一般要求最少齿轮数Zmin8；在矿山机械中和工程机械中使用的中压、高压齿轮泵对流量均匀性要求不高，但要求体积较小，一般取Z=915；机床液压系统或者其他对流量均匀性要求较高的场合，一般取Z=1430。近年来，由于人们对生态和环境保护的认识深化和对工作环境、生活质量要求的提高，对机器噪声的控制比较严格，齿数太少的齿轮泵的使用日益减少。建议在允许的齿数内，以黄金分割法选择齿数。本次设计我选取：Z1=9。因为齿轮泵所使用的两个齿轮等大，因此传动比i=1，Z2=iZ1=9。2.1.2 确定齿轮模数m和齿宽B齿轮泵几何排量=式中 k-修正系数，k=1.061.115，Z小时取大值，Z大时取小值。本次设计Z=9，故取k=1.15增大齿宽B有利于增大几何排量qB和提高容积效率BV。B过大会使齿轮轴和轴承上的负载过大，齿宽B一般可根据模数m大小确定，即B= (69) m=Bm式中B-当量齿宽，B=B/m，取B=8.3。选择B后可以确定模数m，即 m=3qB2kZB=321100021.153.1498.3=3.30将计算出来的模数m标准化，则取m=3，则B= Bm=25，矫正B=8.33，计算几何排量qB使其满足要求。检验参数选择的合理性：一般的对于低压泵PH6MPa，B=69，这里我选择的参数B=8.3是合理的，计算出的齿轮泵几何排量qB=14.04ml/r。根据齿轮泵的几何排量，选择电动机的同步转速为r=1500r/min。电动机的功率P=PH*qB*n=2.52110-3150060=1.00kw查机械设计手册选择Y90L-4三相异步电动机，技术参数如表2-1：表2-1电机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩最大转矩质量(kg)额定转矩额定转矩Y90L-41.514002.32.327采用电动机与齿轮泵直接相连的传动方式。2.1.3 圆周速度校核为了保证齿轮的泵的吸入性能，对齿轮节圆圆周速度有一定的限制，速度过高不利于油液的吸入，甚至会产生气穴和气蚀。节圆圆周速度u=R56m/s。另外圆周速度的大小与选择的油液黏度有关，当黏度v100mm2/s时则u3m/s；同时齿轮泵转速一般不低于n=200r/min300r/min。虽然泄露流量仅决定工作压力，与转速无关，但转速降低会导致比值变大，容积效率过低。至少应使容积效率，可根据下式，选择最低转速，即umin=Rmin0.017p/E式中，p-压力差，单位为MPa； E-相对粘度，无因次。2.2 齿轮参数设计为加工方便，一般选择标准刀具，刀具角=20.采用标准刀具，不发生根切的最小齿数Zmin=17，对于短齿Zmin=14，否则要做修正设计。对于齿轮泵要采取正移距修正法。由于齿轮泵已经标准化了，查泵的手册知CB-B16齿轮的中心距a=28.76（1）确定啮合角arccos(acos)/a=28.08 （其中=20,a=27）（2）确定变位系数之和 x1+x2=inv -inv (z1+z2)/(2tan )= 0.706 （其中inv =tan -，=20 ）一般齿轮泵的两个齿轮相同，因此取x1=x2=0.353（3）确定中心距变动系数y=a-am=0.587（4）确定齿顶高降低系数y=x1+x2-y=0.119（5）计算齿轮的几何尺寸齿顶圆直径：da1=da2=z1+2ha*+x1-ym=34.40 （式中ha*为齿顶高系数，ha*=1）齿根圆直径：df1=df2=z1-2ha*+c*-x1m=21.62 （式中c*为顶隙系数，c*=0.25）分度圆直径：d1=d2=z1m=272.3 齿轮泵两个相啮合齿轮的校核2.3.1 功率与转矩计算查电机效率为=79%则主轴上的功率为P=1.579%=1.185kw主轴上的扭矩为T=9550000Pn=95500001.1851400=8083.4Nmm因为已经知道作用在主动齿轮的分度圆直径为：d1=27mm作用在齿轮上的力为Ft=2Td1=28083.427=598.78NFr=Fttan=598.78tan20=217.9NFn=Ftcos=598.78cos20=637.3N2.3.2 齿轮校核已知输入功率为P=1.185kw，主轴转速为 n=1420r/min，转矩T=8083.4N mm。 齿轮模数m=3，齿数Z=9，齿宽B=25。两齿轮材料采用40Cr调质后表面淬火硬度为4855HRC。 则齿宽系数d=0.5（1P222图12.13）；齿形系数YF1=YF2=2.56（1P2229图12.21）。 应力修正系数YS1=YS2=1.64（1P230图12.22）。查附表1210得：弯曲疲劳极限：Flim1=Flim2=2.346HRC+605.628=2.34648+605.628=718N/mm2弯曲许用应力：F3=F4=0.7lim=0.7718=502.6N/mm21）校核根弯曲面接触疲劳强度使用情况系数KA=1.25；圆周速度V=d3n360100=3.1427142060100=20.06m/s查动载系数KV=1.15（2P194图108）；齿向载荷分布系数KH=1.13（2P196表104）；齿高h=2.25m=2.253=6.75;则bh=256.75=3.7；由bh=3.7和KH=1.13查得KF=1.15（2P198图1013）；KAFtb=1.25598.7825=30100N/m齿间载荷分布系数KH=1.09，KF=1.18（1 P217表12.10）重合度=1.88-3.21Z1+1Z2cos=1.16重合度系数Y=0.25+0.75=0.90KH=KAKVKHKH=1.251.151.131.09=1.77KF=KAKVKFKF=1.251.151.151.18=1.95弯曲最小安全系数SFmin=1.25（见1 P225表12.14一般可靠度）弯曲寿命细数YN1=YN2=1尺寸系数YX=1.0F1=Flim1YN1YXSFmin=718111.25=574.4=F2F1=2KFTYF1YS1Ybd1m=21.958083.42.561.640.8525273=55.56N/mm2HF2=F1YF2YS2YF1YS1=F1所以齿根弯曲强度满足要求。2）校核齿面接触疲劳强度重合度系数Z=4-3=4-1.163=0.97弹性影响系数ZE=189.8MPa，节点区域系数ZH=2.5（见1 P222图12.16）接触最小安全系数SHmin=1.05（见1 P225表12.14，一般可靠度）接触寿命系数ZN1=1.09，ZN2=1.07（见1 P224图12.18）接触疲劳极限Hlim1=Hlim2=12HRC+550=1248+550=1126N/mm2许用接触应力H=Hlim1ZN1SHmin=11261.091.05=1244N/mm2H=Hlim2ZN2SHmin=11261.071.05=1147N/mm2H=ZH ZEZ2KHTbd12U+1U =2.5189.80.9721.778083.4252722 =815.62.5 h0.8本设计卸荷槽各尺寸如下：a=2.783=8.34mm b=a/2=4.17mm c=8mm h=3 mm2.7 齿轮泵壳体设计由于齿轮泵已经标准化，齿轮泵壳体的尺寸可以通过查机械设计手册查取，故这里不再进行具体设计。2.8 常用材料和技术要求2.8.1 齿轮轴一般采用45号钢，40Cr或者20Cr，热处理表面硬度约为60HRC，表面粗糙度为0.8m；当轴颈为滚针轴承内滚道时，应采用40CrAl，62HRC64HRC，表面粗糙度为0.16 m。齿轮轴的圆度和锥度不大于0.005mm，轴颈与安装齿轮部分的轴的圆柱表面同轴度为0.01mm，两轴颈同轴度为0.02mm0.03mm。2.8.2 轴承寿命按500h要求设计。通常采用滚针轴承或者采用青铜、耐磨铅锡合金及特种塑料等材料制造。这里我选择滚针轴承。2.8.3 齿轮齿轮材料通常根据节圆圆周速度选择，当1m/s时，采用20Cr、18CrMnTi等渗碳淬火，56HRC62HRC。中高压齿轮泵齿轮精度采用776De，低压齿轮泵的精度采用877De，齿轮泵轴孔与齿顶圆的同轴度小于0.02mm，齿顶圆圆度小于0.01mm，端面与轴孔中心线的垂直度为0.01mm，两端面平行度小于0.005mm。2.8.4 壳体壳体常用材料HT2040优质铸铁或铸铝合金。安装齿轮的两空中心距偏差为0.03mm0.04mm，轴孔中心线的平行度为0.01mm0.02mm，它对端面的平行度为0.01mm0.012mm，轴孔锥度和圆度为0.01mm，齿轮轴孔与轴承孔的同轴度为0.02mm；齿顶圆与壳体内空的配合根据压力大小取H7/f7，H7/d8；轴承外径与壳体孔的配合为H7/f7，壳体的孔与齿轮的表面粗糙度为0.4 m，轴孔的表面粗糙度为0.8 m，端面的表面粗糙度为0.4 m。2.8.5 侧板与齿轮端面配合的侧板侧面应堆焊0.5mm0.7mm的磷青铜，以减少摩擦。第三章 齿轮泵实体建模3.1 Pro/E简介Pro/ENGINEER（简称Pro/E）是美国PTC公司与1988年推出的参数化建模软件，它涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维建模设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出、生产加工的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、摸具设计、钣金设计、曲面设计等实用模块。应用领域包括航天、汽车、机械、NC加工、电子等诸多行业。Pro/E软件具有操作简单，易学，造型方法丰富多样，不管零部件有多么复杂，都可以造出来，用Pro/E建立的模型逼真生动，造型过程就像亲自动手加工零件的过程。装配图的制作过程更像搭积木那样简单、明了。智能化程度高，具有干涉检查功能，可以随时对零件进行检验，是你始终在一个正确的操作之下，尽可能避免设计产生错误。另外他还有很强的渲染功能和动画功能，可以生成爆炸图等等。它不仅可以用于机械产品的设计，还可以用于任何行业的三维造型设计。由于其强大而完美的功能，Pro/E几乎成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和标准，随着我国加入WTO，一场新的工业设计领域的技术革命正在兴起，作为提高生产率和竞争力的有效手段，越来越多的企业开始使用Pro/E来进行产品的研发。3.1.1 Pro/E常用功能模块（1）Pro/E的基本模块功能：包括参数化的实体造型以及曲面的曲线的设计、零件组装、生产工程图和二维图形的绘制、生成图纸明细表以及Web超文本链接等。（2）Pro/ASSEMBLY（组建模块）功能：组件模块提供了基本的装配工具，可以将零件装配到组建模式中，还可以在组件模式中创建零件。Pro/E还提供了简化表示、互换组件、自动装配等功能。强大的工具及“自顶向下”的设计程序，用于支持大型组件的设计和管理。（3）Pro/SURFACE（曲面模块）功能： Pro/E中的曲面模块主要用于常见形状复杂的曲面零件，它可以创建单独的曲面，可以对曲面进行裁剪合并等操作，还能够将曲面变成实体零件。（4）Pro/MOLDESING（模具模块）功能：模具模块提供了在Pro/E进行模具设计所需的各种工具。在该模式中可以创建和分析模具元件和组装，并可根据模具设计中的变化对它们进行快速更新。（5）HEETMETAL（钣金模块）功能：钣金设计模块用于设计基本和复杂的钣金零件，可以使用薄壁、切口、裂缝、折弯、冲孔、凹槽等标准特征设计钣金零件。（6）Pro/MANUFACTURING（制造模块）功能：制造模块主要用于生成数控加工的相关文件，在该模块中可以设置并运行NC机床、创建装配过程序列、创建材料清单等。还可以使用NC后处理器将刀位轨迹CL文件翻译成数控机床的数控加工代码，为其提供加工数据，同时还能对加工过程进行规划和成本评估。（7）Pro/MECHANICA（有限元分析模块）功能：Pro/E提供了有限元分析模块，用户可以直接使用Pro/E生成的模型进行网格划分包括点线面和体等完成有限元模型的建模工作，对零件进行有限元分析，并生成批处理作业命令流文件。该结果还可以直接为专业有限元分析软件使用。（8）运动仿真及动画模块功能：在Pro/E的运动仿真模块下，用户通过对机构添加运动副驱动器，使其运动起来以实现机构的运动模拟。此外，运用机构的后处理功能可以检查当前机构的运动，并可以对机构进行运动轨迹、位移、运动干涉等情况的分析。动画模块可以将产品的运行用动画来表示，形象地表示产品的装配和拆卸序列等。3.1.2 Pro/E参数式设计的特性（1）3D实体模型（Solid model）3D实体模型除了可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数（System parameters）,用户还可以随时计算出产品的体积、面积、重心、重量、惯性大小等，以了解产品的真实性，并弥补传统面结构线结构的不足。用户在产品设计过程中，可以随时掌握这些特性，设计物理参数，以减少人为计算时间。（2）单一数据库（Single database） Pro/ENGINEER可以随时由3D实体模型产生2D工程图，而且自动标注工程图尺寸。不论是在3D还是2D图形上修改尺寸，相关的2D图形或3D图形均自动修正，同时组合制造等相关设计也会自动修改，这样可以确保数据的正确性，并避免反复修改浪费时间。由于Pro/E 采用单一数据库，提供了所谓双向关联性的功能，这也正符合了现代产业中的同步工程（Concurrent engineering）思想。（3）以特征作为设计的单位（Feature-based design） Pro/ENGINEER以最自然的思考方式从事设计工作，如孔、开槽、圆角、倒角等被视为零件设计的基本特征，除了充分掌握设计思想之外，还在设计过程中导入实际的制造思想，也正因为以特征作为设计单元，因此可随时对特征做合理的调整，如插入、删除、重新定义等修正动作。（4）参数化设计（Parametric design）配合单一数据库，所有设计过程中所使用的尺寸都存储在数据库中，修改CAD模型及工程图不再是一件难事，设计者只需更改3D零件的尺寸，相应2D工程图3D组合模具等就会依照尺寸的修改作几何形状的变化，以达到设计者修改工作的一致性，且减少许多人为改图的时间和精力消耗。也正是由于参数化的设计，用户才可以运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的关系式，使得模型可计算出应有的外形，减少尺寸逐一修改的繁琐费时。3.2 齿轮泵主要组成零件具体零件图如31所示如图所示，齿轮泵主要由左端盖、泵体、传动齿轮轴、齿轮轴、右端盖、螺钉、垫片等15种30个零件组成。图3-1零件图3.3 泵体主要零件的绘制方法由于齿轮泵的零件比较多,所以在这里只将部分典型的零件生成过程进行具体的描述。3.3.1 泵体的创建 1）模型分析如图32所示。图32泵体泵体有一个泵脚用于固定，泵体的内腔可以容纳一对吸油和压油的齿轮，泵两侧有吸油口和压油口，其端面上还有螺孔和定位孔。创建这个零件用到的主要操作命令有：（1） 用“拉伸”工具创建泵脚、泵体等； （2） 用“旋转”工具创建进出油口凸台； （3） 用“螺旋扫描”工具创建进出油口处内螺纹；（4） 用“孔”工具创建螺孔和定位孔； （5） 用“组”工具建立螺孔和斜角的群组； （6） 用“阵列”工具快速复制螺孔； （7） 用“倒角”工具形成铸造圆角。 其中难点在于螺孔的阵列和进出油口处内螺纹的建立。2） 零件建模（1）建立泵脚步骤1：新建“零件”文档，进入零件设计模式，选择“插入/拉伸”或单击“拉伸”工具按钮，然后进入草绘模式绘制如图33所示截面，然后单击确定按钮。图33步骤2：更改深度选项为对称，在深度文本框中输入20.00 。 步骤3：单击确定按钮或鼠标中键完成拉伸实体，如图34所示。图34（2）增加安装孔 步骤1：选择“插入/拉伸”命令或单击拉伸工具按钮。步骤2：进入草绘模式绘制如图35所示截面，然后单击确定按钮。步骤3：在深度文本框输入2，选择“去除材料”，然后单击确定按钮。步骤4：选择“插入/拉伸”命令或单击拉伸工具按钮。进入草绘模式绘制如图36所示截面，然后单击确定按钮。在深度文本框输入8，选择“去除材料”，然后单击确定按钮。完成阶梯孔的创建如图37。图35图36图37步骤5：采用镜像的方法建立另一个阶梯孔，完成泵脚的绘制，如图38所示。图38（3）创建泵体步骤1：选择“插入/拉伸”或单击拉伸工具按钮，然后进入草绘模式绘制如图39所示截面，然后单击确定按钮。图39步骤2：更改深度选项为“对称”并在深度文本中输入24.00，然后点击确定按钮或单击鼠标中键完成泵体创建如图310所示。图310（4）创建螺孔步骤1：单击“基准平面”工具按钮，选取TOP面作为偏移参照，输入偏移距离50.00，然后单击确定按钮完成偏移基准面DTM1。 步骤2：选择“插入/孔”命令或单击孔工具按钮，按下螺孔按钮选择孔的类型为“ISO” ，螺孔规格为M61。 步骤3：选取泵体侧面为孔的放置平面，用鼠标拖拽两个定位句柄至基准面RIGHT 和DTM1，并更改定位尺寸如图311所示。图311步骤4：单击“孔”控制面板上的“形状”按钮选中“全螺纹”。步骤5：单击确定按钮或者鼠标中键完成螺纹的创建，如图312所示。图312步骤6：单击倒角工具按钮，在出现的控制面板中选择倒角类型为DD输入倒角值1.00。步骤7：按住Ctrl键，选取如图3-12所示的两条边为倒角边。步骤8：单击确定按钮或鼠标中键完成螺孔斜角。步骤9：按住Ctrl键，在模型树中选取螺孔和刚创建的倒角，单击鼠标右键创建“组”，以便同时阵列其它的螺孔和倒角。步骤10：选取刚创建的组，单击“阵列”按钮 ，在出现的阵列控制面板中选取阵列类型为“表”。如图313图313步骤11：按住Ctrl键，选取尺寸23和14.38为阵列尺寸。 步骤12：单击“编辑”按钮出现如图314对话框，输入阵列表内容，选择“文件/保存”以保存表内容，然后关闭编辑对话框。图314步骤13：单击确定按钮或鼠标中键完成阵列孔，如图315所示。图315（5）创建定位销孔步骤1：选择“插入/拉伸”或单击拉伸工具按钮，在出现的控制面板中按下“去除材料”按钮，然后进入草绘模式绘制如图316所示两个圆形截面。步骤2：在选项控制面板上将孔深度改为穿透，单击确定按钮或鼠标中键完成定位销孔的创建。如图317。图316图317（6）创建吸、压油管接头步骤1：选择选择“插入/旋转”命令或单击旋转工具按钮，进入草绘模式绘制如图318所示截面。图318步骤2：接受默认旋转角度360，单击确定按钮或鼠标中键完成接头凸台创建，如图319所示。图3-19 步骤3：增加管螺纹孔，选择“插入/拉伸”或单击拉伸工具按钮，在出现的控制面板中按下“去除材料”按钮，然后进入草绘模式绘制如图320所示圆形截面。图320步骤4：输入切削深度80.00。单击确定按钮或鼠标中键完成接头通孔的绘制，如图321所示。图321步骤5：绘制管螺纹。选择“插入/螺旋扫描/切口”命令，在弹出的“属性”菜单中选择“常数/穿过轴/右手定则/完成”命令。步骤6：在草绘平面上绘制如图322所示轨迹，单击确定按钮完成草绘。（由于此处为锥螺纹，故扫描轨迹有一定的倾角）。图322步骤7：在系统提示信息中输入螺距值1.337，然后单击确定按钮。步骤8：绘制如图323所示螺纹截面，完成草绘后单击确定按钮退出草绘编辑器。图323步骤9：单击确定按钮，接受默认的材料内侧，再单击对话框中的确定按钮，完成螺纹孔的绘制。如图324。 图324步骤10：选中刚创建的螺纹孔，镜像出另一侧的螺纹孔，完成管螺纹的绘制。（7）完成倒角、圆角特征步骤1：单击圆角工具按钮，在出现的控制面板中输入圆角半径3.00。按住Ctrl选取泵体与泵脚的两相交边，然后单击确定按钮完成圆角的绘制。步骤2：该齿轮泵的其它铸造圆角均为R2, 这里不再赘述其做法，最后完成的效果图如图325所示。 图325（8）保存模型 把零件存入建立好的零件库中，完成泵体的建模。3.3.2 主动齿轮轴的创建1） 模型分析如图326所示图326主动齿轮轴主要由渐开线型齿廓、键槽、砂轮越程槽等实体特征组成，完成这个零件用到的主要命令有： （1） 用“曲线”工具创建渐开线型齿廓；（2） 用“旋转”工具创建齿轮轮辐；（3） 用“旋转”工具创建砂轮越程槽；（4） 用“拉伸”工具来创建齿廓曲面；（5） 用“倒角”工具创建倒角；（6） 用“螺旋扫描”工具来创建紧固螺纹。其中难点在于渐开线型齿廓的绘制。2）零件建模（1）齿轮设计进行齿轮设计时，设计参数较多，主要有模数、齿数、分度圆压力角、分度圆直径、齿根圆直径、基圆直径等。具体步骤1：进入零件设计模式，选择“插入/拉伸”命令，或单击拉伸按钮，绘制图形如图327所示。图327步骤2：更改深度选项为“对称”输入深度25.00，然后单击确定按钮，完成拉伸，如图328所示所示。图328步骤3：创建齿廓渐开线。新建基准曲线，选择“从方程”选项，选择“笛卡儿”坐标系出现如图329所示“记事本”编辑器，输入图示方程，然后选“择文件/保存”命令关闭“记事本”编辑器。图329步骤2：单击确定按钮完成渐开线的绘制，此时模型区域出现了一条蓝色的曲线，如图330图330步骤3：选中步骤2做好的蓝色曲线，然后镜像出另一侧渐开线，如图331所示。图331步骤4：选取镜像得到的第二根曲线，选择“编辑/复制”，然后点击“编辑/选择性粘贴”，在操作面板上选择“旋转”按钮，选取“旋转中心轴”，输入旋转角度（360/2/z）+1.74）,得到第三根曲线与第一根相交，此时第二根曲线消失，如图332所示图332步骤5：选中第三根曲线，选择“编辑/复制”，然后点击“编辑/选择性粘贴”，在操作面板上选择“旋转”按钮，选取“旋转中心轴”，输入旋转角度（-360/z）此时模型区域如图333所示，点击确定退出操作，得到第四根曲线，如图334所示。图333图334步骤6：用草绘曲线按钮画曲线，如图335所示，修剪多余边，然后给根部倒角R=0.23=0.6，得到如图336所示图形。图335图336步骤7：选择“插入/拉伸”命令或或单击拉伸工具按钮，更改深度选项为“对称”输入深度25.00，选择“去除材料”，然后单击确定按钮，完成拉伸，得到齿槽。如图337所示。图337步骤8：选择上步得到的齿槽，单击“阵列”按钮 ，在出现的阵列控制面板中选取阵列类型为“轴”，“阵列成员数”为9，“阵列成员间的角度”为40， 然后点击确定按钮，得到如图338所示。图338步骤9：隐藏蓝色的基准曲线。选择“显示/层树”，选择“层/新建层”，出现“层属性”对话框，在模型区域中点取蓝色曲线，使其出现在“项目”黄色区域内，然后点击确定退出。在左边的“层树”框中，选中刚建立的层名“LAY0001”，右键选择“隐藏选项”，最后如图339所示。图339（2）生成轴体步骤1：点击拉伸工具进入草绘模式，绘制如图340所示截面。步骤2：输入尺寸深度12，单击确定按钮工作区如图341所示。图340图341步骤3：依次拉伸出右侧轴体，如图342所示。图342（3）生成砂轮越程槽、退刀槽和倒角步骤1：点击“拉伸”工具，按下“去除材料”按钮，进入草绘界面，绘制越程槽截面，然后单击确定按钮完成砂轮越程槽的绘制。步骤2：用样的方法绘制螺纹端退刀槽。步骤3：单击“倒角”工具按钮，在出现的控制面板上选择倒角类型为DD，输入倒角值为0.6。步骤4：按下Ctrl键依次选取轴端边、退刀槽边、砂轮越程槽边，然后单击确定按钮，完成砂轮越程槽、退刀槽以及轴端边的倒角的绘制。如图343所示。图343（4）生成键槽步骤1：点击“基准平面”工具，选择RIGHT面为基准平面，输入偏移距离4.0，创建基准平面DTM1。 步骤2：单击“拉伸”工具按钮，按下“去除材料”按钮，然后进入模型以DTM1平面为草绘平面， 绘制键槽截面如图344所示。图344步骤3：单击确定按钮完成键槽的拉伸。如图3-45所示。图345（5）创建螺纹步骤1：选择“螺旋扫描”工具绘制如图346所示扫描轨迹，单击确定按钮。图346步骤2：在出现的消息输入框中输入节截距值1.8，单击确定按钮。步骤3：绘制如图347所示截面，然后单击确定按钮。图347步骤4：接受默认的“材料内侧”，单击确定按钮完成螺纹的绘制，至此完成主动齿轮轴的绘制，如图348所示。 图348步骤5：保存模型。将主动齿轮轴保存到零件库中，供装配时使用。 3.3.3 创建其他零件前面已经介绍了齿轮泵泵体和主动齿轮轴两个典型零件的创建过程，对于其它零件的绘制方法这里不再赘述，只介绍用到的主要工具、命令及设计思路。1）从动齿轮轴 由于从动齿轮轴和主动齿轮轴有相同的模数、压力角、齿数等，从动齿轮轴的绘制可以借用主动齿轮轴的齿轮体，然后再绘制出轴体、砂轮越程槽及倒角等特征，如图349所示。图3492）齿轮泵右端盖模型分析：如图351所示齿轮泵右端盖主要由盖体、轴孔、螺孔、定位销孔等特征组成。 图350设计思路：（1）用“扫描/伸出项”工具创建盖体；（2）用“旋转”工具