困油現(xiàn)象是外嚙合齒輪泵固有的特性之一,困油壓力值的準(zhǔn)確評估是控制和減輕困油的前提,本文以困油模型的建立和困油壓力的精確仿真為目標(biāo)展開研究,主要工作包括以下幾個方面: 采用掃過面積的方法,以主動齒輪的嚙合長度為變量,建立了異齒數(shù)齒輪泵的平均流量、流量不均勻系數(shù)、困油容積和困油流量的計算公式,為后續(xù)困油壓力的仿真做好前期的準(zhǔn)備工作。結(jié)果表明主大從小的異齒數(shù)組合對流量特性有利,對困油現(xiàn)象不利;而主小從大異齒數(shù)組合的影響則相反。 采用計算創(chuàng)建法與虛擬量測法相結(jié)合,給出了最小困油面積和卸荷面積計算與驗證的問題。實例表明卸荷面積的變化為拋物線型,具體應(yīng)用時,不同參數(shù)下的卸荷面積可采用不同指數(shù)和系數(shù)的拋物線來簡化。 建立了困油壓力仿真的模型。依據(jù)模型中是否考慮齒輪副的動力學(xué)分析,將困油模型分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型。采用數(shù)值模擬方法研究了含氣比,側(cè)板傾斜,有效體積模量,離心力和齒輪副的振動等因素對困油壓力的影響。結(jié)果表明含氣是造成處于膨脹階段后期的困油壓力基于零壓附近的主要原因,入口含氣比對困油壓力的影響不大,而離心含氣比以及出油口含氣比在進入困油區(qū)后的放大效應(yīng)的影響較大;過小的側(cè)隙和過大的困油壓力會加劇齒輪副的振動;動態(tài)模型仿真的壓力峰值一般要比靜態(tài)模型低,采用動態(tài)模型更可靠;從動輪側(cè)的困油壓力峰值一般也要大于主動輪側(cè)的困油壓力峰值。 針對仿真模型中的四大泄漏量進行了研究。軸向泄漏考慮了側(cè)板傾斜和困油區(qū)的封閉輪廓在一個困油周期內(nèi)的變化;靜態(tài)時,齒面嚙合泄漏依賴于其間的最小油膜厚度,側(cè)隙泄漏依賴于側(cè)隙的原始設(shè)計值;動態(tài)時,兩者均依賴于嚙合位置和振動位置的變化。實例表明卸荷泄漏、側(cè)隙泄漏和嚙合泄漏與困油流量基本處于同一數(shù)量級,是緩解困油壓力的主要途徑。 基于臺架試驗測量了從動輪側(cè)的困油壓力,并與理論分析結(jié)果進行了對比,從而對困油分析模型進行了驗證。靜、動態(tài)模型的仿真結(jié)果之間的差距較大,動態(tài)模型比較接近于試驗結(jié)果。引流口的體積對困油壓力造成的影響很小,可以忽略不計。 最后,對相關(guān)參數(shù)如何影響困油壓力進行了動態(tài)模型的仿真分析,結(jié)果表明較小的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒寬、齒頂高系數(shù)和較大的正變位系數(shù),有利于困油壓力的緩解,同時較大的正變位系數(shù)對流量脈動現(xiàn)象的改善也有一定效果。此外,對于高壓、低速以及低壓、高速工況下的困油特性進行了分析。 本文的研究工作為困油壓力的精確預(yù)測提供了一種有效的方法,在齒輪泵設(shè)計尤其在泵的振動與噪聲控制等方面,具有一定的理論意義和應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH325
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
致謝
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 外嚙合齒輪泵的困油現(xiàn)象
    1.3 困油模型的國、內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究現(xiàn)狀的評述
    1.5 論文的主要研究工作
第二章 困油過程及困油模型
    2.1 研究工作的基本假設(shè)
    2.2 外嚙合齒輪泵的困油全過程
    2.3 困油容積及困油流量的計算
    2.4 異齒數(shù)對泵脈動特性的影響
    2.5 異齒數(shù)對泵困油壓力的影響
    2.6 齒輪泵的困油模型
    2.7 本章小結(jié)
第三章 困油模型中基礎(chǔ)量的計算
    3.1 面積計算所需基本公式
    3.2 面積計算的虛擬量測法
        3.2.1 過渡曲線的幾何表述
        3.2.2 其它齒廓的幾何表述
        3.2.3 實例建模及其參數(shù)化
        3.2.4 齒輪副的參數(shù)化裝配
        3.2.5 兩類面積的虛擬量測
    3.3 面積計算的公式創(chuàng)建法
        3.3.1 最小困油面積的計算
        3.3.2 卸荷面積的計算公式
    3.4 面積的擬合公式及驗證
    3.5 軸向間隙內(nèi)的泄漏計算
        3.5.1 困油區(qū)間及其軸向泄漏
        3.5.2 相關(guān)變量的描述
    3.6 嚙合泄漏的計算
        3.6.1 單位寬度的嚙合力計算
        3.6.2 嚙合泄漏的計算
    3.7 卸荷泄漏的計算
    3.8 側(cè)隙泄漏的計算
    3.9 各泄漏量的比較
    3.10 本章小結(jié)
第四章 靜態(tài)困油模型及仿真計算
    4.1 引言
    4.2 靜態(tài)模型的數(shù)值解法
    4.3 純凈困油和平行側(cè)板下的仿真運算
    4.4 傾斜側(cè)板和含氣下的仿真運算
    4.5 考慮油液離心力下的仿真運算
    4.6 本章小結(jié)
第五章 動態(tài)困油模型及仿真計算
    5.1 齒輪副的動力學(xué)模型
    5.2 齒輪副的綜合剛度計算
        5.2.1 嚙合剛度的計算
        5.2.2 油膜剛度的計算
        5.2.3 綜合剛度的計算
    5.3 嚙合泄漏和側(cè)隙泄漏的計算調(diào)整
    5.4 動態(tài)困油模型的數(shù)值解法
    5.5 動態(tài)困油模型的仿真運算
    5.6 兩類模型之仿真結(jié)果比較
    5.7 本章小結(jié)
第六章 困油壓力測量及仿真分析
    6.1 試驗用泵的相關(guān)說明及改造
    6.2 測量系統(tǒng)設(shè)計及其器件選擇
    6.3 測量系統(tǒng)的調(diào)試和實際測量
        6.3.1 系統(tǒng)調(diào)試
        6.3.2 傳感器的標(biāo)定
        6.3.3 數(shù)據(jù)采集
    6.4 基于試驗的兩類模型的仿真
        6.4.1 靜態(tài)模型的仿真計算
        6.4.2 動態(tài)模型的仿真計算
    6.5 仿真計算和試驗結(jié)果的比較
    6.6 本章小結(jié)
第七章 影響困油特性的參數(shù)分析
    7.1 設(shè)計參數(shù)影響困油壓力之分析
    7.2 特殊工況下的困油壓力預(yù)測
    7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論及展望
參考文獻
附錄一
附錄二
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李玉龍;;齒輪泵困油及困油模型的研究進展[J];成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年02期

2 李玉龍;孫付春;;基于離心作用的齒輪泵容積效率和困油現(xiàn)象分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2011年03期

3 李玉龍;;困油現(xiàn)象對泵齒輪副綜合剛度的影響分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2011年04期

4 李玉龍;孫付春;;中高壓外嚙合齒輪泵端面間隙的理論計算[J];排灌機械工程學(xué)報;2012年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 陳艷偉;齒輪同步器流場分析與同步特性研究[D];燕山大學(xué);2011年

2 白桂香;直線共軛內(nèi)嚙合齒輪泵特性分析與研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

3 張勇;漸開線外嚙合齒輪泵的分析與設(shè)計[D];西華大學(xué);2012年

4 蘇茹茹;齒輪泵困油問題的理論分析與仿真試驗研究[D];河北工程大學(xué);2012年

5 孟祥兵;高壓非對稱齒輪泵設(shè)計開發(fā)[D];山東大學(xué);2012年

6 杜沙沙;外嚙合齒輪泵模型建立以及振動和噪聲研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

本文編號：2854966