1、1 引言引言 随着计算机技术的不断发展，以及 CAD 技术的日新月异和其在实践生产和理论教 学中都得到了广泛的应用。传统的二维平面图形已经无法对物体的真实形体进行预 演，而三维造型对设计产品的造型可以进行预先展示，并能装配各个零部件，通过装 配，还可以检查各个零部件是否符合质量要求，这也大大降低了设计的成本和时间， 提高了设计的质量。 。 本课题主要围绕齿轮油泵设计这个实例展开。液压油泵作为一种重要的液压元 件， 其规格和型号比较繁多， 传统的开发过程繁琐、 效率低下、 绘图量大， solidworks 作为一款高效快捷的 CAD/CAM 软件，克服了以上的不足之处，大大提高设计人员的开 发速
2、度，本文将着重就 solidworks 的实体建模、虚拟装配、机构仿真等功能进行齿 轮油泵的设计。齿轮油泵包含多个零部件，本设计巧妙利用 solidworks 关联性的单 一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法进行。 2.1 齿轮泵简介齿轮泵简介 液压泵是将原动机的机械能转换为液压能的能量转换元件, 在液压传动中, 液 压泵作为动力元件向液压系统提供液压能。 泵在国内是应用相当广泛的能用机械产品，不管是农业机械，还是工业机械，应 用都很普通，大体类型主要有齿轮泵，齿轮油泵，热油泵，圆弧泵，导热油泵，滑片 泵，自吸式离心油泵，真空泵，液压齿轮泵，螺杆泵，高压齿轮泵，污水泵等等。基 本用
3、途主要用来输送液体，包括水，油，乳化液，液态金属等，也可以输送液体、气 体混合物。它的基本工作原理是受原动机控制，驱使流体介质运动，是将原动机输出 的机械能量转换成介质的压力能量，从而达到一定的做功效果。 随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出液体。泵的流量直接与泵的转 速有关。对于一台泵的转速，实际上是有限制的，这主要取决于工艺流体。实际上， 在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到 100%，因为这些流体被用来 润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝无可能无间隙配合，故不能使流体 100%地从出口排 出，所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料 来说，
4、认可以达到 85%98%的效率。如果传送的是油类，泵则能以很高的速度转动， 但当流体是一种高粘度的聚合物溶体时，这种限制就会大幅度降低。推动高粘度流体 进入吸入口一侧的两齿空间是非常重要的，如果这一空间没有填充满，则泵就不能排 出准确的流量，所以压力和流速的乘积也是另一个限制因素，而且是一个工艺变量。 由于这些限制，齿轮泵制造商将提供一系列产品，即不同的规格及排量（每转一周所 排出的量） 。这些泵将与具体的应用工艺相配合，以使系统能力及价格达到最优，即 产品的性价比达到最高。 2.2 齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理 外啮合齿轮泵的工作原理如图所示，它由装在壳体内的一对齿轮所组成，齿轮两 侧有
5、端盖（图中未示出） ，壳体、端盖和齿轮的各个齿槽组成了许多密封工作腔。当 齿轮泵主动齿轮转动，吸油腔齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大， 形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。 随着齿轮转动，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这是齿轮进入啮合，使 密封性逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮的压油过程。齿轮啮合时齿 向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮有电机带动不断 转动时，齿轮脱开啮合一侧，由于密封容积变大，则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮 合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，形成一个不断循环的过程。
6、图 2.1 齿轮泵工作原理示意图 2.3 本课题设计的内容和意义本课题设计的内容和意义 齿轮泵是液压传动系统中常见的液压元件，在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮 合齿轮泵两大类。外啮合齿轮泵的优点是结构简单、尺寸小、重量轻、制造维护方便、 价格低廉、工作可靠、自吸能力强、对油液污染不敏感等。外啮合齿轮泵是应用最广 泛的一种齿轮泵（称为普通齿轮泵） ，其设计及生产技术水平也最成熟。多采用三片 式结构、浮动轴套轴向间隙自动补偿措施、铝合金壳体径向“扫膛”工艺，并采用平 衡槽以减小齿轮 （轴承） 的径向不平衡力。 目前， 这种齿轮泵的额定压力可达 6.3 MPa。 正因为其诸多的特点引起了多人对其进行研究，目前，其三维设计技术已经达到了一 个很高的境界，它能为产品开发人员提供更先进的设计方法和设计手段，具有形象生 动、直观明了、快速响应的设计特点，其开发过程很符合设计人员的设计思维。三维 开发平台的出现和完善，为增强企业的开发能力、提高设计效率和产品的质量，提供 了强有力的技术支持。三维开发技术的应用和推广，可谓是传统的机械设计的一次革 命。三维立体设计逐步代替传统的二维平面是必然
