CB-B16型外啮合齿轮泵齿轮副参数设计及其绘制(唐柑培)

机械原理综合实训课程机械原理综合实训课程 设计计算说明书 设计题目 外啮合齿轮泵的设计 班 级 2013 级 材料一班 班 学 号 201310112113 学 生 唐柑培 指导教师 李玉龙 起止日期 2015 年 5 月 11 日至 2015 年 5 月 22 日 成都学院 成都大学 机械工程学院 机械原理机械原理 综合实训课程任务书综合实训课程任务书 设计 题目 CB B16CB B16 型型外啮合齿轮外啮合齿轮 泵齿轮副参数设计及泵齿轮副参数设计及 其绘制其绘制 设计者 专业及班级 2013 级 1 班 学号 201310112113 姓名 唐柑培 设计 期限 2015 年 5 月 11 日至 2015 年 5 月 22 日 工作原 理及设 计参数 工作原理 一对齿轮相互啮合 由于齿轮的的齿顶和壳体内孔表面 间隙很小 齿轮端面和泵盖间隙很小 因而把吸油腔和压油腔分开 当齿轮按图示方法旋转时 以下两个方面的动作同时产生 1 啮 后点右侧啮合着的齿逐渐退出啮合 同时齿间的油液由吸油腔带往 压油腔 使得吸油腔间隙增大 形成局部真空 油箱中的油液在外 界大气压作用下进入吸油腔 2 齿间油液由吸油腔带入高压腔的同 时 啮合点左侧的齿逐渐进入啮合 把齿间的油液挤出来 从压油 口强迫流出 这就是齿轮泵吸油和压油的过程 当齿轮泵不断的旋 转时 齿轮泵就不断的吸油和压油 设计参数 参阅附件 CB B16CB B16 型号 设计任 务要求 给予学生设计任务具体要求 1 掌握外啮合齿轮泵工作原理 以及能量转换机构 2 完成电机型号以及减速装置的选型 3 完成齿轮副参数的确定 4 用解析法按计算间隔 进行渐开线齿廓计算和绘制 直至完成整 个齿轮的绘制 手工计算 绘制或者编程计算 绘制 5 设计齿轮副 只含齿轮 完成 1 张齿轮零件图和 1 张包含齿顶 啮合 节点啮合 退出啮合的位置图 6 按时独立完成任务 提交说明书一份及相关图纸 教师 评阅 建议 指导教 师签名 及评阅 时间 设计 成绩 目目 录录 一 外啮合齿轮泵工作原一 外啮合齿轮泵工作原 理理 二 电机型号以及减速装置的选二 电机型号以及减速装置的选 型型 三 齿轮副参数的确三 齿轮副参数的确 定定 四四 齿轮绘齿轮绘 制制 五 设计小五 设计小 结结 六 参考文献六 参考文献 1 1 外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵工作原理 外啮合齿轮泵简介外啮合齿轮泵简介 图 1 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 二 电机型号以及减速装置的选型二 电机型号以及减速装置的选型 CB B 系列齿轮泵 本系列齿轮泵为外啮合容积式齿轮泵 有直齿和斜齿两 种 用以输送粘度为 1 8 矿物油 油温在 10 60 如液压油 机械油 燃料油 广泛用于机床 液压机械 工程机械的液压系统 作为系统的动力源 也可用于稀油站 冶金 矿山 石油 化工 纺织机械等设备中作输油泵 润 滑泵 燃油泵用 电机齿轮泵组电机齿轮泵组 爆炸图爆炸图 外形图外形图 技术参数技术参数 技术规格技术规格 本次设计选用 CB B16 额定流量为 16L min 额定转速为 1450r min 3 3 齿轮副参数的确定齿轮副参数的确定 设计齿轮泵时 应该在保证所需性能和寿命的前提下 尽可能使尺寸小 重量轻 制造容易 成本低 以求技术上先进 经济合理 我们已知润滑油泵工作压差 25bar 和排量 q 6 897 ml r 用 Y132S p 4 电动机作为原动机带动油泵的正常工作 一 定刀具角和齿顶高系数 n a o f 采用标准刀具 齿顶高系数 20 n a1 o f 二 选齿数 Z 排量与齿数 查资料 液压文件 中查得 1 1 考虑到实际上齿间的容积比轮齿的有效体 102 32 rmlBZmq 积稍大 所以齿轮泵的理论排量应比按式 1 1 计算的值大一些 并且齿 数越少差值越大 考虑到这一因素 就在公式 1 1 中乘以系数 K 以补偿 其误差 则齿轮泵的排量为 通常 102 32 rmlBKZmq K 1 06 1 115 本次设计统一采用 K 1 09 即 齿数少时取7 66 6 2 k 最小值 当 Z 6 时 可取 K 1 115 而当 20 时 可取 K 1 06 反映齿轮 泵结构大小的尺寸 齿轮分度圆直径 Df Mz 若要增大排量 增大模数的 办法比增加齿数更为有利 若要保持排量不变 要使泵的体积很小 则应增大 模数并减少齿数 减少齿数可减小泵的外形尺寸 但齿数也不能太小 否则不 仅会使流量脉动严重 甚至会使齿轮啮合的重迭系数 1 这是不允许的 一 般齿轮泵的齿数 Z 用于机床或其它对流量的均匀性要求较高 的低压齿轮泵 一般取 Z 用于工程机械及矿上极限的中高 压和高压齿轮泵 对流量的均匀性要求不高 但要求结构尺寸小 作用在 齿轮上的径向力小 从而延长轴承的寿命 就采用较少的齿数 Z 而近来新设计中高压齿轮泵时 都十分注意降低齿轮泵的 噪声 因此所选齿数有增大的趋势 取 Z 只有对流量均 匀性要求不高 压力有很低的齿轮泵 如润滑油泵 才选用 Z 所以我们初选齿数为 11 齿轮泵所用的两个齿轮等大 1 Z 固传动比 所以11 12 iZZ 三 确定齿轮的模数 m 由齿宽与齿顶圆的比值 得 即 e D B e DB CZmB 对标准齿轮 对于 增一齿修正法 修正的齿轮 将 的表达 式代入排量近似公式得所以 32 102 KZmq 32 10 2 CZKZmq 本次设计采用 Z 14 C 2 式中 1 06 1 1153 3 10 2 CZkZ q m 齿数少时取大值 齿数多时取小值 查资料知 表 barp e D B 得模数 m4 08 经查课本 机械设计 中表 2 我们应选取与该值接近的标 准模数值 m 4 5 四 确定齿宽 mm 所以 CZmb 2 79 1 CZmb 2 79 21 bb 五 确定齿轮的其它参数 压力角我们取标准值 选取标准值a 20a 分度圆直径 d 63145 4 11 mZd 63145 4 22 mZd 齿顶高 a h5 45 41 1 m haha 齿根高 f h625 5 1 mchh af 齿全高 h 125 10 2 2 111 chhhh afa 齿顶圆直径 a d725 4 1214 2 11 mhZd aa 725 4 1214 2 11 mhZd aa 齿顶高系数1 a h 顶隙系数25 0 c 4 4 齿轮绘制齿轮绘制 i bi 0i 0i 2 acos sin 0 5 cos 0 5 i iiii ii ii zinvinv invtgr r invtg xxr yyr 式中 i为任意圆弧半径 ri处的压力角 计算出齿轮齿廓上几个特殊点的坐标值 在 Autocad 软件中 做出这 5 个点 然后生成拟合曲线 过渡圆弧采用半径为 0 38m m 为模数 的圆弧 至此 生 成齿轮的一侧轮廓 采用对称生成另一侧 轮廓 在采用旋转阵列出其它轮齿的轮廓 如下图 由于齿轮泵主从动齿轮的形状完全一致 复制生成另一个从动齿轮 然后 通过旋转从动齿轮进行装配 两齿轮轴心距离为中心距 2r 如下图 加上键槽 装配图 计算部分如下 b ssr 进入啮合 tan0 25 tan0 25 tan0 25cos 0 5coscos 2tantan tantan0 5 bbb bb b b bbaa a ssrrp rps r rms mz srr z 装配位置进入啮合装配位置 进入啮合 装配位置 进入啮合 装配位置 进入啮合 装配位置 由 得 得 由 为齿顶圆压力角 得 tan tan 2tantan tantan bb b b bbaa a ssrr rs r srr 节圆啮合进入啮合节圆啮合 进入啮合 节圆啮合 进入啮合 节圆啮合 由 得 由 为齿顶圆压力角 得 tan0 5 tan0 5 2tantan 2tan2tan 2 bbb bab b bbaa a ssrrp rps r srr z 退出啮合进入啮合退出啮合 进入啮合 退出啮合 进入啮合 退出啮合装配位置 由 得 由 为齿顶圆压力角 得 计算结果如下 进入啮合 装配位置 节点啮合 退出啮合 五 设计小结五 设计小结 在以前我们学习的只是书本上的知识 机械原理和机械设计使我 深深的喜欢上大机械 课程设计使我们真正的接触到机械设计 通 过查阅知识 在老师的辅导下 我完成了我们的课程设计 可谓收 获颇多 首先 课程设计需要我们综合的知识 在设计过程中 往 往需要我们用到几乎所有学过 甚至没有学过的知识 在这段日子 里 我查阅了我们之前的机械制图 机械设计 以及机械原理的书 通过这样的课程设计 给了我一个独立思考的过程 使我对书上的 知识有了一个更神层次的理解 其次 通过独立完成自己的任务 又培养了我主动思考的能力 最后我们的课程设计完成的很好 同 时也给了我迎接以后生活中各种挑战的勇气 整个过程中我们还使 用到 autocad 和 excel 等软