外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】,說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS,嚙合,齒輪泵,設(shè)計(jì),說(shuō)明書,仿單,cad,solidworks 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2016 屆 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè) 題 目： 外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 所在系（教研室）： 摘 要 外嚙合齒輪泵主要由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、泵體、泵蓋和安全閥等組成。泵體、泵蓋和齒輪構(gòu)成的密封空間就是齒輪泵的工作室。兩個(gè)齒輪的輪軸分別裝在兩泵蓋上的軸承孔內(nèi)，主動(dòng)齒輪軸伸出泵體，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低、工作可靠、應(yīng)用范圍廣。 近期對(duì)機(jī)械行業(yè)中外嚙合齒輪泵的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中外嚙合齒輪泵的使用非常廣泛。自然而然它們的安裝和制造的要求也有一定的要求。傳統(tǒng)的鉆泥漿泵的傳動(dòng)效率不高，維修困難。所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的外嚙合齒輪泵勢(shì)在必行。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的是外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)。本文介紹了外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，該外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且安全系數(shù)高，運(yùn)行平穩(wěn)。本次設(shè)計(jì)在某種程度上大大提升了該設(shè)備在國(guó)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)力，體現(xiàn)了機(jī)械工業(yè)重要性這一核心價(jià)值。 關(guān)鍵詞：外嚙合齒輪泵；齒輪；效率；高效  Abstract External gear pump mainly consists of driving gear, driven gear, pump body, pump cover and safety valve and so on. The pump body, pump cover and the gear form the seal space is the gear pump's studio. The two gear wheels are respectively arranged in the bearing hole of the two pump cover, and the driving gear shaft extends out of the pump body and is driven by the motor to rotate. The external gear pump has the advantages of simple structure, light weight, low cost, reliable operation and wide application range. Recently, the use of Chinese and foreign gear pumps in the machinery industry has been investigated, found in the mechanical industry, the use of Chinese and foreign meshing gear pump is very wide. Naturally their installation and manufacturing requirements also have a certain requirement. Traditional drilling mud pump transmission efficiency is not high, maintenance difficulties. Therefore, it is necessary to design a special external gear pump. The graduation design topic is the design of external gear pump. Outer engaged gear pump structure, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check are introduced in this paper, the advantages of the outer engaged gear pump is efficient, economic, and high safety factor, smooth operation. This design to a certain extent greatly enhance the competitiveness of the equipment at home and abroad, reflecting the importance of the core value of the mechanical industry. 關(guān)鍵詞：外嚙合齒輪泵；齒輪；效率；高效 Key words: external gear pump; gear; efficiency; high efficiency 目 錄 摘要 1 Abstract 2 第一章 緒論 4 1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義 5 1.2 外嚙合齒輪泵的發(fā)展現(xiàn)狀 6 第二章 外嚙合齒輪泵總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 2.1 外嚙合齒輪泵的總體方案圖 8 2.2 外嚙合齒輪泵的工作原理 9 第三章 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 3.1電機(jī)的選型計(jì)算 11 3.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 第四章 各主要零部件強(qiáng)度的校核 18 4.1軸承強(qiáng)度的校核與計(jì)算 18 4.2齒輪強(qiáng)度的校核計(jì)算 20 第五章 外嚙合齒輪泵中主要零件的三維建模 24 5.1前蓋的三維建模 26 5.2后蓋的三維建模 28 5.3傳動(dòng)齒輪的三維建模 25 5.4外嚙合齒輪泵的三維建模 26 結(jié)論 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 第一章緒論 1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問(wèn)題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來(lái)越復(fù)雜，很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長(zhǎng)并沒(méi)有減少手的效果，而是要求越來(lái)越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機(jī)械制造。在過(guò)去，各種機(jī)械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運(yùn)算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。在第十九世紀(jì)，機(jī)械工程的知識(shí)總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場(chǎng)的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長(zhǎng)的發(fā)展開始分解，機(jī)械工程專業(yè)，有分支機(jī)構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢(shì)分解，在時(shí)間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)知識(shí)使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識(shí)的專家太狹，考慮的問(wèn)題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過(guò)程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識(shí)的專家，也有綜合的知識(shí)了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問(wèn)題。在人類所有的知識(shí)，包括社會(huì)科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個(gè)更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問(wèn)題。 1.2 外嚙合齒輪泵的發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今社會(huì)，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，外嚙合齒輪泵同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的外嚙合齒輪泵勞動(dòng)效率低，生產(chǎn)效率低下，不適合現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn)的需要。1.我國(guó)泥漿泵的現(xiàn)狀 輕便外嚙合齒輪泵功率在 955kW 以下，主要配套于 4000m 以下鉆機(jī)，因此，輕便 外嚙合齒輪泵的市場(chǎng)前景基本依從于 4000m 以下鉆機(jī)的使用現(xiàn)狀和發(fā)展。根據(jù) 2000 年 的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)擁有鉆機(jī) 1000 余臺(tái)，占世界鉆機(jī)總量的 32%，其中，中石油集團(tuán) 公司擁有 702 臺(tái)，因此，中石油集團(tuán)公司的鉆機(jī)的情況基本反映了國(guó)內(nèi)鉆機(jī)的現(xiàn) 狀。在中國(guó)石油集團(tuán)公司擁有的 702 臺(tái)鉆機(jī)中，4000m 以下的鉆機(jī)占總量的 80%。 平均新度系數(shù)僅為 0.4，其中 48%的鉆機(jī)新度系數(shù)小于 0.3,有 500 臺(tái)左右的鉆機(jī) 服役 10 年以上，期待更新。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)外嚙合齒輪泵的企業(yè)主要有:寶雞石油機(jī)械廠、蘭州石油機(jī)械廠等，但由 于各自產(chǎn)品為多年前開發(fā)，結(jié)構(gòu)不盡合理，難以滿足現(xiàn)代鉆井工藝要求。目前 ， 三缸單作用往復(fù)式外嚙合齒輪泵存在以下主要問(wèn)題。 (1) 外嚙合齒輪泵質(zhì)量大，難以適應(yīng)現(xiàn)代輕便鉆機(jī)的要求，制約著鉆機(jī)的移運(yùn)性。 (2) 沖程短，沖次高外嚙合齒輪泵在不適合的沖次范圍內(nèi)工作，致使液力端壽命短。 (3 )泵壓偏低，不能完全滿足現(xiàn)代鉆井工藝的需要。 (4) 結(jié)構(gòu)不合理，部分強(qiáng)度冗余，部分剛度不足，可靠性低，難以滿足鉆機(jī)高可 靠性要求。 (5) 缸套壽命短，難以滿足鉆機(jī)高效率要求。 美國(guó)外嚙合齒輪泵大量采用三缸單作用泵，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：泵的液力端、閥箱采用 L 型，閥箱的吸入閥和排出閥為分體結(jié)構(gòu)，吸入閥采用螺紋壓緊，其殼體與閥箱螺 紋連接，球形吸入空氣包。泵機(jī)座多為焊接結(jié)構(gòu)，小齒輪用鍵固定在傳動(dòng)軸上， 大齒輪套安裝在曲軸上。曲軸采用直軸與偏心輪一起鑄造的結(jié)構(gòu)。軸承采用雙列 向心球面調(diào)心軸承。十字頭滑動(dòng)面經(jīng)表面淬火磨削。齒輪采用斜齒或無(wú)槽人字齒 輪。為了加強(qiáng)易損件的互換，閥腔和活塞桿制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。隨機(jī)輔助工具齊 全，有閥座液壓拉拔器液壓拆卸器、缸套拆卸器等。 俄羅斯三缸單作用外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：俄羅斯三缸泵的液力端，閥箱采用I形直通式和L形，閥箱的吸入閥和排出閥不是分體結(jié)構(gòu)，而是一體式液力模塊。L 形閥箱又有吸入閥在前、排出閥在后的常規(guī)型和吸入閥在后、排出閥在前的變L 形結(jié)構(gòu)。 動(dòng)力端機(jī)座有鑄件和焊接件，傳動(dòng)采用小螺旋角斜齒輪傳動(dòng)和寬槽人字齒 輪。曲軸是由鑄造的偏心輪套在直軸上組成的。采用雙列圓錐滾子軸承。十字頭 滑動(dòng)面經(jīng)表面淬火磨削。介桿采用雙室密封。隨機(jī)輔助工具齊全，有閥座液壓拉 拔器、液壓拆卸器、缸套拆卸器等。 總的來(lái)說(shuō)，國(guó)外三缸泵易損件的使用壽命較低。與先進(jìn)水平相比，尚有不小 差距。然而，由于其三缸泵多數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較小(如額定速度為135r/min的泵，經(jīng) 常以70-80r/min運(yùn)轉(zhuǎn))，而且傳動(dòng)可以調(diào)速，因此，泵的功效發(fā)揮較好。 隨著鉆井工藝技術(shù)，特別是高壓噴射鉆井、近平衡鉆井、叢式定向井、水平 井等新工藝、 新技術(shù)的發(fā)展， 外嚙合齒輪泵進(jìn)一步向大功率、 大排量和高泵壓方向推進(jìn)， 作為鉆機(jī)“心臟”的外嚙合齒輪泵，其性能水平和使用壽命同鉆井速率和生產(chǎn)成本有著 直接關(guān)系，同時(shí)其工作條件又十分惡劣，工況也異常復(fù)雜，因此，對(duì)外嚙合齒輪泵工作 的可靠性和安全的要求也越來(lái)越高。 國(guó)內(nèi)外三缸泵的優(yōu)點(diǎn)有:液力端L形結(jié)構(gòu)，復(fù)合錐面閥膠皮，冷卻缸套活塞的 內(nèi)孔噴射移動(dòng)式噴淋裝置，直立式吸入空氣包;動(dòng)力端的體外強(qiáng)力潤(rùn)滑系統(tǒng)，閉 式內(nèi)固定導(dǎo)板機(jī)構(gòu)。鉆井技術(shù)的發(fā)展方向是提高時(shí)效，降低成本和采用能夠降低 成本的新工藝、新技術(shù)和新裝備。運(yùn)用大排量高壓噴射鉆井工藝即是這一趨向的 必然選擇。 高壓噴射則由高可靠性的外嚙合齒輪泵來(lái)保證。 因此， 外嚙合齒輪泵的發(fā)展趨勢(shì)是: ①降低額定沖數(shù)，由150沖/min降到110一120沖/min,②長(zhǎng)沖程，最大沖程已達(dá) 300mm以上。③降低沖次，降低沖次不僅可以提高易損件如活塞密封、缸套的使 用壽命， 而且還可以減少慣性損失， 改善泵的吸入性能， 同時(shí)提高泵動(dòng)力端齒輪、 軸承等零部件的使用壽命，大大提高外嚙合齒輪泵的可靠性。因此合理降低泵的沖次， 適當(dāng)增加泵的沖程長(zhǎng)度， 既滿足鉆井過(guò)程中的排量要求， 又能確保泵的自吸性能， 充分發(fā)揮了泵的效能，成為今后外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。 第二章 外嚙合齒輪泵總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 外嚙合齒輪泵的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的外嚙合齒輪泵采用的方案為：齒輪泵的結(jié)構(gòu)由兩個(gè)齒輪相互嚙合在一起，它是依靠齒輪的輪齒嚙合空間的容積變化來(lái)輸送液體。其布局的具體方案如下： 2.2 外嚙合齒輪泵的工作原理 外嚙合齒輪泵的工作原理位：齒輪泵的結(jié)構(gòu)由兩個(gè)齒輪相互嚙合在一起，它是依靠齒輪的輪齒嚙合空間的容積變化來(lái)輸送液體的。齒輪泵工作時(shí)，主動(dòng)輪隨電動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)從動(dòng)輪跟著旋轉(zhuǎn)。當(dāng)吸入室一側(cè)的嚙合齒逐漸分開時(shí)，吸入室容積增大，壓力降低，便將吸人管中的液體吸入泵內(nèi)；吸入液體分兩路在齒槽內(nèi)被齒輪推送到排出室。液體進(jìn)入排出室后，由于兩個(gè)齒輪的輪齒不斷嚙合，便液體受擠壓而從排出室進(jìn)入排出管中。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪不停地旋轉(zhuǎn)，泵就能連續(xù)不斷地吸入和排出液體。 第三章 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1電機(jī)的選型計(jì)算 已知外嚙合齒輪泵、傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸以及其他零部件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?0Kg，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1~2r/min。即： 根據(jù)外嚙合齒輪泵系統(tǒng)的要求，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的種類、型式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率、工作方式，在決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)考慮到電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，允許過(guò)載能力啟動(dòng)能力等問(wèn)題，現(xiàn)選用比較適合的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，這是由于Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類型的先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)，因而具有與國(guó)外同類型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換。選取功率為 1.0KW，額定電壓：380V， 頻率：50HZ ,額定轉(zhuǎn)速為1440rpm，額定轉(zhuǎn)矩2.3N .m，型號(hào)為Y112M-4，電動(dòng)機(jī)選用三角型啟動(dòng)方法啟動(dòng)。具體電機(jī)選型計(jì)算方法如下： N=＝1(KW) G－外嚙合齒輪泵的生產(chǎn)能力，1000kg/h W－耗用能量，其值與液體壓力有關(guān)，d小則w大，當(dāng)d＝60mm， 取w＝0.0030kw.h/kg。 －傳動(dòng)效率，取0.75 所以根據(jù)N＝1kw，n＝1440r/min得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 3.2齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 選擇\齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS. 2） 精度等級(jí)選用7級(jí)精度； 3）小齒輪齒數(shù)z1＝50，大齒輪齒數(shù)z2＝75的； 4） 齒輪模數(shù)都為2的直齒輪 2.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1） 試選Kt＝1.6 （2）選取區(qū)域系數(shù)ZH＝2.433 （3）選取尺寬系數(shù)φd＝1 （4）查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，則εα＝εα1＋εα2＝1.62 （5）查得材料的彈性影響系數(shù)ZE＝189.8Mpa （6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1＝600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限σHlim2＝550MPa； （7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8 N2＝N1/5＝6.64×107； （8） 查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1＝0.95； KHN2＝0.98 ； （9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ； 取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1，由得： [σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa [σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa [σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa； 3.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸體的研究需要憑借扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)調(diào)整彎曲的強(qiáng)度，因?yàn)榭捎米鬏S的原料比較多，所以必須得明確軸的應(yīng)用環(huán)境，還有規(guī)定諸如剛度，強(qiáng)度以及別的機(jī)構(gòu)機(jī)能。可以使用熱處理這種方法，當(dāng)然也要琢磨怎樣使加工簡(jiǎn)單并且花費(fèi)較少，用研究計(jì)算所得的數(shù)據(jù)以確定軸體的用料，綜上所述：故采取45號(hào)鋼當(dāng)成軸體的原料，它需要40MPa的切應(yīng)力，然后需要做正火或者調(diào)質(zhì)處理來(lái)確保它的力學(xué)性能。裝有密封元件和滾動(dòng)軸承處的直徑，應(yīng)與密封元件和軸承的內(nèi)孔徑尺寸保持一致。軸體上面存在兩支點(diǎn)的軸承要選用一樣的標(biāo)準(zhǔn)，方便加工軸承的座孔，并減少生產(chǎn)中的誤差。挨著的軸段，應(yīng)使直徑不一樣構(gòu)成軸肩，軸肩在軸體上部件定位以及承受軸向力時(shí)要提供相應(yīng)的高度，軸肩的直徑差通常選5到10mm，本文軸肩處采取5毫米的直徑差，接著把每段軸體的長(zhǎng)度尺寸匹配到一塊，還要注意軸承座的安裝以及結(jié)構(gòu)是否合理。其中軸的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下： （1）初步確定軸的直徑 mm （3.32） 根據(jù)工作條件，取mm （2）傳動(dòng)軸受力分析 N （3.33） N （3.34） N （3.35） （3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖如下圖所示，求支座反力 ①垂直面支反力： 由，得： （3.36） 由，得： N （3.37） ②水平面支反力： 由，得： （3.38） N 由，得： N （3.39） （4）作彎矩圖： ①垂直面彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （3.40） ②水平面彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （3.41） ③合成彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （3.42） （5）作轉(zhuǎn)矩T圖 N·mm （6）校核軸的強(qiáng)度： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa （3.43） 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來(lái)看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，所以C面不用校核。只需校核截面V的應(yīng)力。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm （3.44） 抗扭截面系數(shù) mm （3.45） 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa，MPa，MPa。 由文獻(xiàn)[1] 附表可知，用插入法求出 ， 軸應(yīng)按精車加工，由文獻(xiàn)[1] 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 由文獻(xiàn)[1] §，§可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52） 綜上：該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)[1]附表查取。因，， ， 又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 （3.53） 由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為 由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 第四章各主要零部件強(qiáng)度的校核 4.1軸承強(qiáng)度的校核與計(jì)算 （1）滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗(yàn)算 h （4.3） h=年 由于外嚙合齒輪泵的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4.2齒輪強(qiáng)度的校核計(jì)算 由于外嚙合齒輪泵的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪材料均選用45,調(diào)質(zhì)處理。 查得： 預(yù)期齒輪壽命5年，每天工作12小時(shí)，工作載荷為輕微沖擊，則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖，得： (1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù)，取K=1.5 查得： 接觸應(yīng)力為： (2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K=1.5 查表：許用彎曲應(yīng)力： 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 則： 由上述計(jì)算可知，均滿足要求。 第五章 外嚙合齒輪泵中主要零件的三維建模 5.1前蓋的三維建模 5.2后蓋的三維建模 5.3傳動(dòng)齒輪的三維建模 5.4外嚙合齒輪泵的三維建模 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度。本文所設(shè)計(jì)的是外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 通過(guò)本次設(shè)計(jì),讓我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，特別是對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方面，是我收獲最大的地方。 在相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題的討論中，我的導(dǎo)師總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進(jìn)度檢查和問(wèn)題討論，促使我在正確的道路上大步前進(jìn)，不僅工作的按時(shí)保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無(wú)疑問(wèn)，它們對(duì)我以后的工作，學(xué)習(xí)，生活都會(huì)起到深遠(yuǎn)而長(zhǎng)久的良好影響。也能為人生打下一個(gè)夯實(shí)地基礎(chǔ)！在具體的研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，同學(xué)們也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無(wú)私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在濱海學(xué)院學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寶貴的鍛煉機(jī)會(huì)，它使我深刻認(rèn)識(shí)到在知識(shí)的汪洋大海面前我是多么無(wú)知和微不足道。這是一個(gè)最好的時(shí)代，也是尊重知識(shí)，充分學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握知識(shí)的時(shí)代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會(huì)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中落后于別人，也才能用自己的真才實(shí)學(xué)為社會(huì)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。知識(shí)是無(wú)止境的，無(wú)價(jià)的，我愿在求真的道路上下而求索！ 未來(lái)外嚙合齒輪泵會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。人們對(duì)其的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新將會(huì)有新的定義，外嚙合齒輪泵的功能在未來(lái)的若干年里面會(huì)逐漸增強(qiáng)，并且應(yīng)用的場(chǎng)合將會(huì)越來(lái)越廣泛。 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.外嚙合齒輪泵技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.外嚙合齒輪泵的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]宋學(xué)義著. 外嚙合齒輪泵速查手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 [4]陳奎生著. 氣與氣壓傳動(dòng). 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [5]SMC（中國(guó)）有限公司. 外嚙合齒輪泵實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 [6]徐文燦著. 外嚙合齒輪泵系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [7]曾孔庚.外嚙合齒輪泵的發(fā)展趨勢(shì). 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [8]壽慶豐 機(jī)械設(shè)計(jì)1999年第3期，第3卷。 [9]高微,楊中平,趙榮飛等.外嚙合齒輪泵臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2006.1。 [10]孫兵,趙斌,施永輝.外嚙合齒輪泵的研制. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。 [11]馬光,申桂英.工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì). 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)2002年。 [12]李如松.外嚙合齒輪泵的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)1994年第4期。 [13]李明.單臂回轉(zhuǎn)式外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì).制造技術(shù)與機(jī)床2005年第7期。 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 致 謝 現(xiàn)在，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在畢業(yè)設(shè)計(jì)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，給了我許多在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的靈感和啟發(fā)，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。使我懂得了：“紙上學(xué)來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”的道理。并且在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我想了很多，關(guān)于以后規(guī)劃的問(wèn)題，知道想要什么，我不再是過(guò)去的那個(gè)懵懂少年和調(diào)皮的我啦。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)的態(tài)度，耐心細(xì)致中的講解，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算和查找資料，查找各類外嚙合齒輪泵的相關(guān)資料，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，也不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年知識(shí)的運(yùn)用和總結(jié)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，明白了一個(gè)重要道理，切勿紙上談兵，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭(zhēng)取把自己的本職工作做好。 另外也感謝我的父母，朋友的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺(jué)受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡墓膭?lì)為我釋放壓力，鼓勵(lì)我不要?dú)怵H，不忘來(lái)時(shí)的路，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作上來(lái)，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝我的導(dǎo)師，祝愿導(dǎo)師在以后的日子了工作順利，心想事成；祝同學(xué)早日找到自己滿意的工作，事業(yè)有成。 24