设计简介
三叶渐开线转子泵CAE技术
摘要：转子泵作为一种回转式容积泵有着非常广泛的应用前景。转子泵具有工作原理简单、体积小、重量轻、成本低、密封安全、无污染等特点，不仅适用于油液介质输送，而且在日用化工、石油、医药、食品等行业也有广泛潜在的市场。转子泵还可以在部分场合可替代螺杆泵及离心泵。随着人们对转子泵逐渐了解与认识，其应用领域也在逐渐的扩大。随着对转子泵的应用的增多，也开始了对转子泵更多的相关研究。本课题要解决的主要问题：1.了解转子泵的主要设计参数及其工作原理和设计过程。2.进行渐开线转子泵结构的设计计算工作及转子型线方程的确定。3. 进行三叶渐开线转子泵结构设计工作，进行转子泵装配体设计，零件设计；确定装配体的结构组成及各零件的结构设计及尺寸。4. 进行三叶渐开线转子泵装配体的三维建模，以及运动仿真工作。 5.进行有限元分析。利用有限元分析软件对主动轴进行静应力分析。
关键词：转子泵；渐开线； 转子型线； 有限元分析
Three blade involute rotor pump and CAE technology
Abstract: As a kind of rotary-displacement pump, rotor pump has a very broad prospect of application. There are many advantages about rotor pump like simple working principle, small volume, light weight, low cost, safety seal and no pollution. It is not only suitable for the oil medium transmission, but also has great potential market in daily chemical industry, petroleum, medicine, food and so on. Rotor pump can also replace screw pump and centrifugal pump in some work occasions. With the gradually learning and understanding about the rotor pump, the field of the rotor pump is gradually expanding. The more application of rotor pump, the more researches about rotor pump. This topic mainly forces on the following problems: 1. Understanding the main design parameters of rotor pump, the working principle and the design process. 2. Designing and calculating the rotor pump structure, and the involute function. 3. Designing the pump structure, assembly, part; Determining the assembly structure composition and the size of each part. 4. Finishing 3 d modeling, and movement simulation of rotor pump. 5. Doing the static stress analysis of the main shaft with the finite element analysis.
Key words: Rotor pump; Involute; Rotor type line; The finite element analysis
目录
第1章 绪论 4
1.1转子泵简介 4
1.2转子泵应用领域 4
1.3转子泵特点 5
1.4转子泵研究现状及发展趋势 6
1.4.1研究现状 6
1.4.2发展趋势 6
1.5本课题的研究意义 7
1.6本章小结 7
第2章 转子泵的结构和原理 8
2.1转子泵工作原理 8
2.2转子泵的构造 8
2.3转子泵的传动方式 9
2.3转子泵的转子型线 9
2.4本章小结 9
第3章 转子泵转子 10
3.1转子型线 10
3.1.1型线的组成 10
3.1.2渐开线的性质 10
3.2 A/D值的确定 11
3.3 D、A、L值的确定 12
3.4转子型线方程的建立 13
3.5本章小结 16
第4章 泵参数的计算 17
4.1泵的理论排量计算 17
4.2 泵的流量计算 17
4.3 轴功率的计算 18
4.4 泵的容积利用系数 18
4.5 转子泵腔体进油口、出油口直径计算 20
4.5.1 进油口直径 20
4.5.2 出油口直径 21
4.6 本章小结 21
第5章 转子泵结构设计 22
5.1 轴的设计与校核 22
5.1.1．转子泵的径向力 22
5.1.2减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 23
5.1.3 轴的设计与校核 23
5.2 主动轴的有限元分析 26
5.2.1 建立有限元模型并划分网格 26
5.2.2 添加边界条件并求解 27
5.2.3 静力学分析 27
5.2.4 模态分析 29
5.3 连接螺柱的选择与校核 29
5.4 泵体壁厚的选择与校核 30
5.5 转子泵其它部件尺寸计算 31
5.6 本章小结 32
总 结 33
致 谢 34
参 考 文 献 36
摘要：转子泵作为一种回转式容积泵有着非常广泛的应用前景。转子泵具有工作原理简单、体积小、重量轻、成本低、密封安全、无污染等特点，不仅适用于油液介质输送，而且在日用化工、石油、医药、食品等行业也有广泛潜在的市场。转子泵还可以在部分场合可替代螺杆泵及离心泵。随着人们对转子泵逐渐了解与认识，其应用领域也在逐渐的扩大。随着对转子泵的应用的增多，也开始了对转子泵更多的相关研究。本课题要解决的主要问题：1.了解转子泵的主要设计参数及其工作原理和设计过程。2.进行渐开线转子泵结构的设计计算工作及转子型线方程的确定。3. 进行三叶渐开线转子泵结构设计工作，进行转子泵装配体设计，零件设计；确定装配体的结构组成及各零件的结构设计及尺寸。4. 进行三叶渐开线转子泵装配体的三维建模，以及运动仿真工作。 5.进行有限元分析。利用有限元分析软件对主动轴进行静应力分析。
关键词：转子泵；渐开线； 转子型线； 有限元分析
Three blade involute rotor pump and CAE technology
Abstract: As a kind of rotary-displacement pump, rotor pump has a very broad prospect of application. There are many advantages about rotor pump like simple working principle, small volume, light weight, low cost, safety seal and no pollution. It is not only suitable for the oil medium transmission, but also has great potential market in daily chemical industry, petroleum, medicine, food and so on. Rotor pump can also replace screw pump and centrifugal pump in some work occasions. With the gradually learning and understanding about the rotor pump, the field of the rotor pump is gradually expanding. The more application of rotor pump, the more researches about rotor pump. This topic mainly forces on the following problems: 1. Understanding the main design parameters of rotor pump, the working principle and the design process. 2. Designing and calculating the rotor pump structure, and the involute function. 3. Designing the pump structure, assembly, part; Determining the assembly structure composition and the size of each part. 4. Finishing 3 d modeling, and movement simulation of rotor pump. 5. Doing the static stress analysis of the main shaft with the finite element analysis.
Key words: Rotor pump; Involute; Rotor type line; The finite element analysis
目录
第1章 绪论 4
1.1转子泵简介 4
1.2转子泵应用领域 4
1.3转子泵特点 5
1.4转子泵研究现状及发展趋势 6
1.4.1研究现状 6
1.4.2发展趋势 6
1.5本课题的研究意义 7
1.6本章小结 7
第2章 转子泵的结构和原理 8
2.1转子泵工作原理 8
2.2转子泵的构造 8
2.3转子泵的传动方式 9
2.3转子泵的转子型线 9
2.4本章小结 9
第3章 转子泵转子 10
3.1转子型线 10
3.1.1型线的组成 10
3.1.2渐开线的性质 10
3.2 A/D值的确定 11
3.3 D、A、L值的确定 12
3.4转子型线方程的建立 13
3.5本章小结 16
第4章 泵参数的计算 17
4.1泵的理论排量计算 17
4.2 泵的流量计算 17
4.3 轴功率的计算 18
4.4 泵的容积利用系数 18
4.5 转子泵腔体进油口、出油口直径计算 20
4.5.1 进油口直径 20
4.5.2 出油口直径 21
4.6 本章小结 21
第5章 转子泵结构设计 22
5.1 轴的设计与校核 22
5.1.1．转子泵的径向力 22
5.1.2减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 23
5.1.3 轴的设计与校核 23
5.2 主动轴的有限元分析 26
5.2.1 建立有限元模型并划分网格 26
5.2.2 添加边界条件并求解 27
5.2.3 静力学分析 27
5.2.4 模态分析 29
5.3 连接螺柱的选择与校核 29
5.4 泵体壁厚的选择与校核 30
5.5 转子泵其它部件尺寸计算 31
5.6 本章小结 32
总 结 33
致 谢 34
参 考 文 献 36
