外啮合齿轮泵运行特征理论分析与数值计算

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齿轮泵作为液压源,具有结构简单、体积小、自吸性能好、可靠性高,寿命长特点,在众多机械产品中得到了广泛地应用。  CB型外啮合齿轮泵是本文的研究对象,其重要参数:流量均匀性、压力脉动、疲劳强度、以及振动噪声是本文的研究重点。基于数值计算和理论分析的,提出来外啮合齿轮泵性能的优化方案。本文的主要研究内容及成果如下:  (1)基于外啮合齿轮泵的结构及工作原理,经过合理的模型简化,定义其计算模型,分析得到其理论、瞬时流量的计算公式,进一步得到径向力的计算公式。以此作为其设计及优化的理论依据。  (2)利用FLUNENT中分析导入的二维CAXA模型,得到其内部流场的速度分布和压力分布特点。分别从理论计算和数值计算两个角度出发,分析流量脉动系数的影响因素。  (3)将齿轮泵的水体模型以及轮齿模型导入CFX软件中,利用IMMERSEDSOLID侵入式实体模型进行内部压力脉动的分析。通过齿轮泵不同位置设置监测点,检测流量的波动情况,后处理时将数据进行傅里叶转化,得到不同位置的振幅以及主频。  (4)以轮齿的应力校核理论为基础,完成对轮齿的接触疲劳强度、弯曲疲劳强度进行理论计算。并将结果作为静力学数值分析(即接触疲劳强度、弯曲疲劳强度在轮齿上的应力云图)的参照。  (5)建立外啮合齿轮泵的三维模型,利用WORKBEACH中的模态分析模块和瞬态分析模块,计算其不同模态的振型以及振动情况。将振动数据作为激励力,利用声学分析软件Virtual.Lab Acoustics,采用直接边界元方法对外声场进行求解。
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