基于流体动力学分析的齿轮泵优化设计.doc

摘要：在如今的社会生产中凡是要让液体(甚至固体)流动的地方，就有泵在工作。目前,我国制造的水泵最大直径6米,足可吞进一条大船,每小时的工作量可达35万立方米，大有使河水倒流之势。而最小微型泵的流量还不如常用注射剂，每小时只有几十毫升以下，真是大得汹涌澎湃，小似一点一滴。其工作压可以从常压一直升高到l000个大气压以上，随着离心泵的设计和生产技术日益完善，扬程直接迭选3000米以上的高度易如举手之劳，输送液体的温度变化范围更大，可输低到200℃以下的液态氧、氢等低温液体,亦可输高达800℃以上的液态金属和液体，泵输进液体介质种类很多，再把泵仅作抽水的工具来理解,显然已很不全面。当今的泵既可以输送常温清水，也可以输送油液、酸碱液、乳化液和易燃易爆有毒的液体，并已发展到输送带有直径可以大至几百毫米的煤、矿石、鱼、甜菜等固体颗粒的渣体,不产生堵塞,不破坏其本来形状。尽而泵被列为通用机械，它是发展现代化工业、农业、国防技术必不可少的机器之一。

  这次设计主要内容是先对齿轮泵进行结构上的设计，设计出的齿轮泵要求工作时可靠稳定。完成后通过查阅图书，找出所有可以在齿轮泵上应用的齿轮齿廓，针对不同的齿廓基于fluent对其进行流体分析，在相同的转速下，比较出增压性能最好的齿廓，从而对已设计出的齿轮泵提出优化的方案。

  关键词：齿轮泵结构设计，UG三维建模，齿轮泵齿廓，CFD流体分析

目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论1

1.1优化设计背景.1

1.2齿轮泵研究现状与发展趋势2

1.3齿轮泵的分类3

1.4本次毕业设计的意义和目的5

1.5课题主要研究内容6

第2章齿轮泵工作原理及总体结构设计7

2.1 齿轮泵工作原理.7

2.2 齿轮泵用途、应用范围、结构特点.8

2.3 齿轮泵总体结构设计.8

   2.3.1 电机的选择9

   2.3.2 V带传动设计.10

第3章齿轮泵的UG三维建模.11

3.1 创建泵盖11

3.2 创建泵体11

3.3 创建主动齿轮轴及从动齿轮轴12

3.4 输入装置部件图13

3.5 齿轮泵总装图14

第4章齿轮泵齿廓成型机理.15

4.1 渐开线齿轮齿廓方程15

   4.1.1：渐开线曲线方程的建立.16

   4.1.2：2:过渡曲线方程的建立17

4.2 外啮合摆线齿轮齿廓方程18

   4.2.1：弧齿圆弧圆心在节圆内（含在节圆上）.18

   4.2.2：弧齿圆弧圆心在节圆外.20

4.3 双圆弧齿轮齿廓方程20

第5章各种齿廓齿轮泵的流体动力学分析.23

5.1 计算流体动力学简介23

     5.1.1 Fluent简介.24

 5.2 不同齿廓齿轮泵流体分析.26

    5.2.1：渐开线齿廓齿轮泵的流体分析.26

    5.2.2；圆弧齿廓齿轮泵的流体分析.29

    5.2.3：摆线齿廓齿轮泵的流体分析.32

第6章结论与展望.35

6.1 结论35

2.2 不足之处及未来展望35

参考文献.37

致谢.39