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135型螺杆泵螺杆的设计过程及力学性能研究

作　者: 宋超
导　师: 郑梅生
学　校: 南京林业大学
专　业: 森林工程
关键词: 135 型三螺杆泵共轭原理运动合成计算机辅助设计有限元
分类号: TH327
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 227次
引　用: 3次
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内容摘要

135 型三螺杆泵[1]是一种技术含量相当高的容积式泵。从理论上说三螺杆泵具有转动平稳、液体脉动小、寿命长等特点,受到了越来越多的关注。尤其是近几年工业的快速发展,使得三螺杆泵的应用前景越来越好。不过三螺杆泵的技术含量较高,而我国在这方面的研究还只是停留在初级水平,因此设计、生产出来的产品不能够达到理想的使用效果。常常会出现运动不平稳、功率损耗大、磨损快等等的问题。这些都大大的限制了三螺杆泵的发展,和推广。所以对三螺杆泵的理论研究是非常必要的。本文研究的对象是三螺杆泵。由于其相关的研究内容很多,含盖的知识领域也比较的宽泛,因此在有限的研究期限内很难做到面面俱到。于是在研究中主要是对三螺杆泵做基础理论的研究。重点研究螺杆的基本结构形式、加工方法、工作中的受力情况等等。同时引入了一些现代的设计、分析方法:三维虚拟建模、有限元分析计算方法。在研究过程中确立了一些基本的研究方法和基本的理论。如应用共轭原理改进螺杆端截面齿曲线的、利用运动合成的方法研究螺杆成形铣刀廓型、应用计算机辅助设计的方法建立螺杆的虚拟模型、应用牛顿流体理论研究螺杆中的流体压力分布、应用有限元分析计算方法对螺杆做精确分析计算。形成了一套科学的螺杆分析过程模式。通过这些研究工作,为螺杆泵的理论研究奠定了一个基础理论系统和基本分析研究过程。为以后对其进行更加深入的研究打一个铺垫。本文的基础理论研究对当前的螺杆泵的设计生产都有很好的指导作用,对当前三螺杆泵使用中出现的问题有很好的解决效果。

全文目录

1 绪论  7-10
  1.1 螺杆泵简介  7
  1.2 135型螺杆泵的结构特点及应用领域  7-8
  1.3 选题的目的及意义  8
  1.4 本文研究的主要内容及方法  8-10
2 三螺杆泵的基本结构特征  10-14
  2.1 第一类密封性的要求  10
  2.2 第二类密封性的要求  10-12
  2.3 第三类密封性的要求  12-13
  2.4 第四类密封性的要求  13
  本章小结  13-14
3 满足第一类密封要求的螺杆的端面齿型设计  14-26
  3.1 螺杆端截面廓形曲线的确定  14-20
    3.1.1 螺旋面端面截型的理论齿曲线  14-16
    3.1.2 型三螺杆泵端面齿形方程  16-20
  3.2 螺杆法截面、轴截面齿形  20-22
  3.3 三维虚拟建模简介  22-23
  3.4 利用 Ug 建立螺杆泵相关零件模型  23-24
  3.5 UG 下建立用于ANSYS 分析软件的螺杆曲面模型  24-25
  本章小结  25-26
4 螺杆成型刀具的设计  26-51
  4.1 成型刀具设计中的基础理论部分  26-38
    4.1.1 坐标变换的基本理论知识  26-29
    4.1.2 相对运动的基本理论  29-33
    4.1.3 曲面上任一点法向量求解公式  33-35
    4.1.4 刀具与工件加工中的接触条件  35-36
    4.1.5 刀具廓形的基本公式  36-38
  4.2 135 型螺杆泵主从螺杆成型铣刀计算公式  38-46
    4.2.1 主杆成型铣刀计算公式  38-42
    4.2.2 从杆成型铣刀计算公式  42-44
    4.2.3 主从螺杆啮合运动接触条件方程通式  44-46
  4.3 铣刀切削运动接触方程的求值方法  46-50
  本章小结  50-51
5 三螺杆泵螺杆的力学特性分析  51-77
  5.1 螺杆轴向方向受力情况分析  51-57
  5.2 螺杆径向方向受力情况分析  57-64
  5.3 螺杆的有限元分析  64-77
    5.3.1 模型的建立  64-65
    5.3.2 有限元单元的选择  65-68
    5.3.3 有限元网格的划分  68-69
    5.3.4 螺杆所受外载荷及约束条件  69-71
    5.3.5 螺杆的应力应变分析  71-74
    5.3.6 螺杆泵的部分结构改进  74-77
结论  77-78
参考文献  78-83

135型螺杆泵螺杆的设计过程及力学性能研究

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