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内啮合摆线齿轮泵的理论研究与仿真

徐学忠  
【摘要】: 本文对摆线齿廓啮合的普通摆线泵和多齿差摆线泵进行了研究。用复数矢量方法建立了摆线泵的齿廓曲线方程,讨论了啮合界限点、啮合角及其变化规律。根据摆线泵啮合运动规律和体积的变化规律,建立了求解摆线泵的排量、瞬时流量、流量脉动率的理论计算数学模型并对其进行了动态仿真;以泵单位体积的排量最大为目标函数,泵的传动条件、强度条件等为约束条件,创成系数、弧径系数为设计变量建立了摆线泵的优化设计数学模型对其基本参数进行优化设计,解决该类泵的基本参数选择问题。 提出了异型齿廓摆线泵的设计思想,并针对这一问题进行深入研究。以单位体积的排量最大为目标函数,连续传动条件和密封条件为约束条件,建立了异型齿廓摆线泵的基本参数优化设计数学模型对其基本参数进行了优化设计。  对多齿差摆线泵的啮合理论进行了研究,给出了重合度、啮合角、齿项圆和齿根圆半径的计算模型和选择方法。在此基础上,对多齿差摆线泵的齿廓相对运动速度与滑动系数、流量与流量脉动特性等方面进行研究。首次对多齿摆线泵的齿廓重迭干涉现象进行了讨论,提出了检验多齿差摆线泵不产生齿廓重迭干涉的条件,并推导了相应的校验公式。建立了以单位体积排量最大、流量脉动最小和磨损小等为目标函数的优化数学模型,对多齿差摆线泵的基本参数进行优化设计。  应用MATLAB/Simulink软件建立了摆线泵的动态仿真模型,并对啮合点的运动特性和摆线泵的流量特性进行了动态仿真。  探讨了普通摆线泵和多齿差摆线泵的齿形修正方法,提出了普通摆线泵和多齿差摆线泵齿形的转角修正法,讨论了转角修形对齿侧间隙的影响和修正量的计算方法。同时提出了摆线轮的公法线长度的计算和测量方法。并对摆线泵的结构设计和加工制造方法进行了讨论。


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