齿轮泵设计说明书文档格式.docx

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通过对工程材料的学习能了解常用金属材料的成分、组织、性能之间的关系，了解强化金属材料的基本途径，掌握刚的热处理原理的基本概念，了解热处理工艺在机械零件加工工艺流程中的位置和作用，熟悉常用金属材料的牌号、成分、组织、性能及用途，为正确地选用材料提供理论依据。

通过本次的课程设计，能使同学们把机械零部件测绘、机械制图、测量技术和工程材料等学科有机结合，加深对机械设计制造的理解，并且掌握了一定的测量技术，为将来进行更高层次的培训和学习奠定夯实的基础。

关键词：

齿轮泵，标注，热处理

1设计任务

1.1任务

通过实训，把各学科的理论和实际有机结合。

将理论在实践中求证，将实践在理论中施行，从而在课程设计的同时加深对机械设计制造的理解，并且掌握一定的测量技术。

本次设计的任务大体上可分为：

1.了解齿轮泵的工作原理、零部件的作用及各零部件的装配连接关系，并且能够画出其零件草图；

2.熟练掌握一般测量工具的使用方法和注意事项；

3.对数据能够进行科学适当的圆整，并且能够查找相关书籍和所学习的有关公式选择正确的配合、确定形位公差和粗糙度等，再进行标注；

4.能够比较清晰地把草图绘制到标准图纸上，保持干净、整洁；

5.测绘的时候，不但能锻炼自己独立完成工作的能力，还能促进自己与组员相互沟通、相互配合。

1.2本次毕业设计的意义和目的

齿轮泵是液压传动系统中常用的液压元件，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2.5Mpa。

正因为其诸多特点引起了多人对其进行研究，目前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、快速响应等设计特点，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。

三维立体设计逐步替代传统的二维平面。

1.3齿轮泵的研究现状

齿轮泵结构简单，加工方便，体积小，重量轻，且有自吸能力强、对油液污染不敏感等特性，因而应用较为广泛。

齿轮泵的主要缺点是径向液压力不平衡，轴承寿命短；

流量脉动大，噪声高。

另外，其排量不可调节，使用范围受到限制。

国内外有关齿轮泵的研究主要集中在以下几个方面。

（1）齿轮参数及泵体结构的优化设计；

（2）补偿面及齿间油膜的计算机辅助分折；

（3）油冲击及啮合措施，齿轮泵的困油现象对齿轮泵乃至整个液压系统都产生了很大的危害。

困油冲击与齿轮啮合的重叠系数及啮合是否完全等有很大关系（包括卸荷槽的位置、形状及面积等）；

（4）齿轮泵噪声的控制技术；

（5）降低齿轮泵的流量脉动的方法，由于齿轮泵的流量脉动较大，在一些要求较高的液压系统中，很少采用齿轮泵。

关于降低齿轮泵流量脉动的方法已有很多，如合理选择齿轮的参数；

采用剖分式齿轮；

采用多齿轮等；

（6）轮齿表面涂覆技术及其特点；

（7）轮齿弯曲应力及接触疲劳强度的计算，齿轮泵的轮齿弯曲应力及接触疲劳强度计算与一般齿轮转动的弯曲应力及接触疲劳强度计算是有区别的；

（8）齿轮泵的变量方法研究；

（9）齿轮泵的寿命及其影响因素。

1.4齿轮泵的发展趋势

液压传动系统正向着快响应、小体积、低噪声的方向发展。

为了适应这种要求，齿轮泵除积极采取措施保持其在中低压定量系统、润滑系统等的霸主地位外，尚需向以下几个方向发展：

（1）高压化；

（2）低流量脉动 

；

（3）低噪声 

（4）大排量对于一些要求快速运动的系统来说，大排量是必需的。

2齿轮泵的工作原理与各部分功能

2.1齿轮泵的工作原理

齿轮油泵是通过齿轮在相互啮合过程中引起的工作空间容积的变化来输送油的。

工作空间有泵体、泵盖和齿轮的各齿槽构成。

啮合的齿将工作空间分割成吸入腔和排出腔。

齿轮旋转时吸入腔容积逐渐增大压力降低，油沿吸入管进入吸入腔并充满齿槽。

随着齿轮连续转动，进入齿槽的油被带至排出腔。

由于排出腔的容积变小，油被强行排出。

2.2油泵的密封

为防止油从传动齿轮轴的伸出端泄露，泵体右上方有填料涵结构，装配时塞入浸油石棉绳，由压紧螺母和填料压盖将其压紧，并用圆螺母锁紧泵体和泵盖结合面之间用垫片密封

2.3安全装置

在泵盖上有安全装置。

当出油腔油压过高时，钢球左移，高压油通过回油通道流回进油腔。

弹簧的压力由调压螺钉控制，并由螺母锁紧

从加工工艺考虑，泵盖内的回油通道的后端做成开口的孔，再压入闷头堵死

2.4齿轮泵用途、应用范围、结构特点

2.4.1用途

适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性，温度不高于80℃，粘度为5×

10-6～1.5×

10-3m2/s（5-1500cSt）的润滑油或性质类似润滑油的其他液体以及用于液压转动系统。

2.4.2应用范围

在输油系统中可用作传输，增压泵；

在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵；

在液压传动系统中可用作提供液压动力的液压泵；

在一切工业领域中，均可作润滑油泵用。

2.4.3结构特点

本系列齿轮泵主要有齿轮、轴、泵体、泵盖、轴端密封等组成。

齿轮经氮化处理有较高的硬度和耐磨性。

与轴一同安装在可更换的轴套内运转。

泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输送介质而自动达到。

2.4.4齿轮泵建模图

图2-1泵体

图2-2泵盖

图2-3带轮

图2-4齿轮轴

3测绘相关内容

3.1各种量具的使用方法

3.1.1直尺

使用时，直尺有刻度的一边要与被测的线性尺寸平行，0刻度线对准被测量线性尺寸起点，线性尺寸的终点所对应的刻度为线性尺寸的读数值。

3.1.2游标卡尺

（1）.测量外尺寸时，两下卡脚张开略大于被测尺寸，而后自由进入工件，以固定卡脚贴靠在工件的一个表面上，然后移动游标卡尺轻微的压力把活动卡脚推向工件的另一表面，两卡脚之间开度即为被测尺寸。

（2）.测量内尺寸时，两上卡脚张开略小于被测尺寸，然后慢慢移动游标卡尺，张开两卡脚并轻微的接触零件的内表面，便可读出工件的尺寸。

（3）.测量深度时，把主尺端面紧靠在被测工件端面上，再向零件孔内移动游标卡尺，使深度尺和孔的底部轻轻接触，然后拧紧螺钉，锁定游标，取出卡尺读数值。

（4）.游标卡尺的读数：

0.02毫米的游标卡尺。

（L＝整数部分＋小数部分）。

整数部分直接读出，小数部分则0.02乘以读出的数字所得的结果。

（零刻度与游标尺上的哪个刻度对齐就读哪个数的值。

）

3.2各要素的测量方法

3.2.1齿轮

一、齿顶圆、螺旋角、孔径、孔距、厚度等测量方法

（1）．齿顶圆：

先用游标卡尺测量齿轮的轴心孔，确定齿轮轴心和孔直径；

再利用游标卡尺测量小圆半径处到齿轮齿处距离，记录；

求和：

孔半径与孔半径处到齿轮处的距离和，最后多次测量求其平均值 

，得到齿顶圆。

（2）．螺旋角：

对齿轮的齿上用粉笔对其涂抹，在照一张干净的白纸，让齿轮在白纸上滚动，得到一些斜印，用量角器进行测量，得到螺旋角。

（3）．孔径：

对游标卡尺进行调零，用游标卡尺爪固定好，读数，得到孔直径。

（4）．孔距：

用游标卡尺爪固定在中心孔与齿轮上孔的边界处测得孔距；

把两孔半径与孔距相加，得到两空圆心距离。

（5）．壁厚：

对于壁厚，直接用游标卡尺测量即可

二、齿轮基本尺寸的确定

（1）.对于中心孔处直接用游标卡尺测得直径

（2）.对于上面的键槽，在《互换性》课本中按照表9-1确定t、t1，再在9-2得到轴槽与轮毂槽的优先配合制。

（3）.在用游标卡尺确定齿顶圆位置，利用公式d=mz/cos8°

，求得分度圆直径。

3.2.2轴

一、直径、长度测量

（1）.用游标卡尺测量各轴段的直径。

（2）.用直尺测量各轴段的长度、轴总长度、倒角以及键的定位尺寸。

二、直径、长度的圆整

（1）.对于各轴段尺寸以及总长采取四舍五入的方法，进行取整计算。

（2）.测得的各轴段直径尺寸分别为进行取整计算，同时对于配合的轴段选取基孔制；

对于未配合的轴段，则不作要求取整即可。

3.2.3箱体

一、孔径、孔距、厚度、圆弧测量方法

（1）.孔径：

（2）.孔距：

（3）.厚度：

对于壁厚以及直接用游标卡尺测量即可。

（4）.圆弧：

因为圆弧是圆的一部分，对于非同心圆，在圆弧的两个魔端坐切线，然后在做垂线，焦点就是圆弧所在圆的圆心，半径就能找到了；

对于与其他圆同心弧而言，只要确定同心圆的圆心就可确定弧的大小，在测量出同心圆半径到圆弧的厚度，求和：

孔径一半与厚度和就可确定圆弧，再做相切直线。

二、尺寸处理

（1）.箱盖两边的孔与轴承配合，由于轴承是固定的，所以箱盖与轴承配合的孔选择基轴制，对于孔的尺寸选择测绘圆整法。

由于有相对转动，所以选择间隙配合中的优先配合。

（2）.对于用直尺测量出的长宽以及其他长度，选择测绘圆整法，四舍六入。

（3）.对于连接螺钉的孔来说，用游标卡尺测量其孔径及深度。

（4）.对于有配合要求的尺寸段根据相关数据选择基准制，并根据表查得公差大小。

（5）.对于壁厚等均选择游标卡尺，并取整。

4相关技术要求

4.1各零件材料及热处理方法

4.1.1.箱盖材料及其技术要求：

由于铸铁具有优良的铸造性能，良好的减摩性、耐磨性、消振性和切削加工性，以及缺口敏感低等一系列有点，所以适合用于箱体。

选灰铸铁作为箱体时必须进行人工时效（消除内应力退火）。

一般选用HT200、HT250的灰铸铁。

4.1.2齿轮轴材料及其技术要求：

齿轮轴类零件常用材料有45、50等优质碳素结构钢，经过调制处理。

因为调制处理后具有较好的综合力学性能，即强度高、塑性和韧性好。

所需要的轴的硬度要达到220-260HBS。

4.1.3齿轮材料及其技术要求：

采用45号优质碳素结构钢，同齿轮轴类似，它需要一个较好的综合力学性能，所以进行渗碳淬火，56-60HRC，渗碳层深度1-1.3硬度，而磨齿后需要进行同探伤检查。

4.2简述齿轮、轴零件图中配合要素的尺寸、形位公差和粗糙度确定

4.2.1简述配合

1．齿轮 

由《互换性与技术测量》表《各类机械设备的齿轮精度等级》可查齿轮精度等级为6～9级，再结合表《齿轮精度等级的适用范围》中工作条件选8级。

①尺寸公差

A齿顶圆：

直径偏差为±

0.05㎜。

B内孔尺寸偏差：

由表《齿坯尺寸公差》和8级精度可查等级孔IT7（轴IT6）， 

所以尺寸偏差为Ф40H7,由表《标准公差数值》查IT7的公差数值为0.025㎜;

由表《基本尺寸≤500㎜孔的基本偏差数值》查公差等级为H的EI=0，所以极限偏差为Ф35m6（﹢0.025∧+0.009）。

C键槽：

由轴径35㎜查表《平键﹑键及键槽剖面尺寸及键槽公差》得键b×

h=8×

6，与键配合，由表《平键连接的三种配合性质及其应用》查一般连接毂槽配合得JS9；

基轴制，由表《平键﹑键及键槽剖面尺寸及键槽公差》得宽度偏差为±

0.018㎜

槽侧面Ra范围为1.6～6.3um，非配合面范围为6.3～12.5um。

2.轴

①尺寸公差：

过盈配合

A、轴径圆整为标准值，并查《机械设计手册》核对是否有该尺寸轴承，若没有重选；

有则转B。

B、确定轴承精度“滚动轴承各级精度应用”得0或6级。

C、由轴承精度查表《轴和外壳孔的公差带（GB／ZT275—1993）》得常用公差带；

由应用实例和轴径查表《安装向心轴承和角接触轴承的轴径公差带（GB／ZT275—1993）》得公差带，结合俩者查配合公差等级为k6。

本尺寸Ф35.5由表《标准公差数值》查公差等级IT6=0.013㎜，再由表《基本尺寸≤500㎜轴的基本偏差数值》查k6的下偏差ei=﹢0.002㎜，es=ei+IT6=﹢0.015㎜,所以为Ф30k6（﹢0.015∧﹢0.002）。

②形位公差：

A、配合面的圆柱度和径向跳动公差等级分别查表《轴径和外壳孔的形状公差》和表《同轴度﹑对称度﹑跳动公差等级应用》，圆跳动公差值查表《同轴度﹑对称度﹑圆跳动和全跳动公差值》。

B、定位断面的跳动查表《轴径和外壳孔的形状公差》。

③粗糙度：

配合面﹑孔肩端面查表《轴径和外壳孔的表面粗糙度（GB／T275-1993）》。

泵体加工面较多，主要支撑孔表面精度要求较高，可在Ra0.8-1.6之间选择；

一般配合表面粗糙度选为Ra1.6-3.2；

非配合表面粗糙度为Ra6.3-12.5；

其余表面都是铸造面，不作要求。

4.2.2标注原则

1基准

（1）设计基准----根据零件的设计要求所选定的基准。

（2）工艺基准----根据零件的加工、测量要求所选定的基准。

　　每个零件都有长、宽、高三个方向的尺寸，每个方向上都应有一个主要基准。

标注尺寸时，既要考虑设计要求，又要考虑工艺要求。

2形位公差　

（1）形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从框格右端引出也是这样.

（2）被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐.只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线,这样标注很简便,但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内.

（3）被测要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素.但对圆度公差,箭头方向必须垂直于轴线.

3粗糙度

（1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。

（2）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度数值小。

摩擦表面的摩擦速度越高，所受的单位压力越大，则应越高；

滚动磨擦表面比滑动磨擦表面要求粗糙度数值小。

（3）对间隙配合，配合间隙越小，粗糙度数值应越小；

对过盈配合，为保证连接强度的牢固可靠，载荷越大，要求粗糙度数值越小。

一般情况间隙配合比过盈配合粗糙度数值要小。

（4）配合表面的粗糙度应与其尺寸精度要求相当。

配合性质相同时，零件尺寸越小，则应粗糙度数值越小；

同一精度等级，小尺寸比大尺寸要粗糙度数值小，轴比孔要粗糙度数值小（特别是IT8～IT5的精度）。

（5）受周期性载荷的表面及可能会发生应力集中的内圆角、凹处粗糙度数值应较小。

总结

这次的课程设计，不仅让我们感受到了各学科之间紧密联系的关系，也使我学习到了书本上没有的许多东西，了解了图样中经常出现的一些典型工艺结构。

更加深刻地理解了国家标准和尺寸标注在工程图样中的重要性。

从中也锻炼了自己的动手能力和极大的学习热情。

将我们的知识点扩展成广阔的知识面。

本次设计，从开始的每一步精确的测量到最后出图，都包含了我们自己的不懈努力，本次设计是分组进行，所以同学们能相互交流经验，相互沟通。

通过本次的设计，能使我们在以后的学习中更能自己已经坚定自己的信心，毕竟自己有些经验。

当然，这次设计也有许多不足之处。

所以，在今后的学习中，我会加强与老师和同学们的交流，从而增强自己的能力，使自己不论是在学习中还是在以后的工作中都能把握住每一个细节。

致谢

　　本课题在选题及研究过程中在各位老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。

他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

非常感谢老师在这实训期间对我的照顾，我会将这份美好的记忆永存——就此搁笔。

参考文献

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高等教育出版社，2010

[2]周兆元，李翔英.互换性与测量技术基础【M】．第3版．北京：

机械工业出版社，2011

[3]王昆，何小柏，汪信远．机械设计基础课程设计【M】．第3版．北京：

高等教育出版社，1995

[4]戴枝荣，张远明．工程材料【M】．第2版．北京：

高等教育出版社，2006