基于cad的齿轮泵三维造型大学论文.docx
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基于cad的齿轮泵三维造型大学论文
目录
1绪论1
2齿轮泵的概念和工作原理2
3齿轮泵的组成4
3.1齿轮泵示意图及零件编号4
3.2齿轮泵组成部分零件图4
3.2.1齿轮泵非标准件的零件图4
3.2.2齿轮泵标准件的零件图5
4齿轮泵各零件的三维造型设计6
4.1齿轮泵非标准件三维造型6
4.1.1泵体6
4.1.2螺塞7
4.1.3泵盖7
4.1.4齿轮9
4.1.5齿轮轴9
4.2齿轮泵标准件三维造型10
5齿轮泵三维造型组装12
5.1齿轮泵的组装12
5.2齿轮泵的组装图过程12
5.3齿轮泵零件显示组装15
5.4齿轮泵剖视图16
5.5齿轮泵总体视图17
结论18
致谢19
参考文献20
附录21
基于CAD的齿轮泵三维造型
摘 要
随着CAD技术的不断发展，AutoCAD强大的绘图、编辑功能以及方便用户的二次开发功能，有相对成熟的三维作图造型功能,是目前机械领域应用最广泛的CAD软件之一，进行三维造齿轮泵是最常见的机械产品，齿轮泵的设计历来是机械设计中经典的项目之一。
由于齿轮泵内部结构复杂，如单独用二维看上去不能一目了然，三维造型设计解决了这样的问题，它能把齿轮泵的关键部件很清晰的展现出来，因此，通过齿轮泵的三维造型设计来研究三维造型设计具有代表性。
关键词：
齿轮泵；AutoCAD；三维造型设计
BasedonCADTechnologyGearPumpThree-dimensional
Abstract
WiththecontinuousdevelopmentofCADtechnology,AutoCADpowerfuldrawing,editingfeatures,aswellasthesecondarydevelopmentofuser-friendlyfeatures,hasarelativelymatureformthree-dimensionalmappingfunction,whichistheareaofmechanicalCADsoftware,themostwidelyusedoneofapplicationofCADtechnologytoathree-dimensionaldesignhasbeenwidelyused,thegearpumpisthemostcommonmechanicalproducts,gearpumpdesignhasalwaysbeenamechanicaldesignoftheclassicone.Astheinternalstructureofcomplexgearpump,ifnotseparatetwo-dimensionallookataglance,three-dimensionaldesigntosolvesuchaproblem,itcangearpumpofthekeycomponentstopresentaclear,therefore,throughthegearpumptothethree-dimensionaldesignStudyofthree-dimensionaldesignrepresentative.
Keywords:
Gearpump;AutoCAD；3Ddesign
1绪论
计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是一种把计算机技术应用于工程领域及产品设计中的新兴交叉技术。
其定义为：
CAD是计算机系统在工程和产品果，从而达到最佳设计效果的一种技术。
随着计算机技术的不断发展，特别是CAD技术的日新月异，三维造型设计已经不断被机械领域广泛应用。
传统的二维平面图形无法对物体的真实形体进行预演，而三维造型对设计的产品可以进行预先展示，并能装配各个零部件，通过装配，还可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。
本课题是在学习了本专业的专业知识的基础上，对大一时所学知识进行巩固和提高。
本次设计分为三个部分：
齿轮泵各零件的二维平面图形的确定及主要参数的确定；根据各个零件的二维平面图形来进行各个零件的三维造型设计；最后将各个零件的三维模型进行组装并生成总体效果图。
2齿轮泵的概念和工作原理
2.1概念
齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。
来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。
在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。
因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样液体就被排除了。
由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量。
泵每转一转，排出的量是一样的。
随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。
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，而泵体也绝不可能无间隙配合，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，仍可以达到93％～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熔体时，这种限制就会大幅度降低。
推动高粘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PV值（压力×流速）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。
2.2工作原理
它由装在体内的一对齿轮组成，齿轮两侧有端盖，壳体、端盖与齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。
当齿轮按图方向旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的齿轮逐渐脱开，密封工作容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入吸油腔，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油腔内。
在压油区一侧，由于齿轮在这里逐渐进入啮合，密封工作腔容积不断减小，油液便被挤出去，从压油腔输送到压油管道中去。
在齿轮泵的工作过程中，只要两齿轮的旋转方向不变，其吸、排油腔的位置也就确定不变。
这里啮合点处的齿面接触线一直分隔离、低压两腔起着配油作用，因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构，这是它和其他类型容积式液压泵的不同之处如图3-1。
图3-1齿轮泵工作示意图
3齿轮泵的组成
齿轮泵主要有齿轮、轴、泵体、泵盖、轴端密封等部件组成，以摆线圆弧作为其齿轮齿形。
用耐磨粉末冶金材料压制而成。
它的结构紧凑，运转平稳，效率高、寿命长。
3.1齿轮泵示意图及零件编号
该齿轮泵的装配图（见附录装配图）和零件编号（见表3-1）。
该齿轮泵共有9种不同规格的零件，其中标准件有5种，非标准件有4种。
在齿轮泵示意图中，已经指明了这9种零件所在的位置，下面我们将这9种零件的零件图分别用AutoCAD2008绘制出来，这些零件图将表达出该零件的尺寸规格和参数。
表3-1齿轮泵的零件表
序号
代号
名称
数量
材料
单件
总计
备注
1
CHLB-01
螺钉
6
35
GB70-86
2
CHLB-02
泵盖
1
BT200
3
CHLB-03
齿轮
1
35
4
CHLB-04
齿轮轴
1
45
5
CHLB-05
销
2
35
GB119-86
6
CHLB-06
纸垫
1
牛皮纸
7
CHLB-07
泵体
1
HT200
8
CHLB-08
毡封油圈
1
半粗油圈
9
CHLB-09
螺塞
1
35
3.2齿轮泵组成部分零件图
3.2.1齿轮泵非标准件的零件图
⑴2号件零件图见图泵盖（见附录四）；
⑵3号件零件图见图齿轮（见附录四）；
⑶4号件零件图见图齿轮轴（见附录四）；
⑷7号件零件图见附录图泵体（见附录四）。
3.2.2齿轮泵标准件的零件图
齿轮泵的5种标准件：
⑴螺钉、销、纸垫（见零件表3-2）。
⑵8号件零件图见图毡封油圈；
9号件零件图见图螺塞。
表3-2齿轮泵的标准件表
序号
代号
名称
数量
材料
单件
总计
备注
1
CHLB-01
螺钉
1
35
GB70-85
2
CHLB-05
销
2
35
CB119-86
3
CHLB-06
纸垫
6
牛皮纸
4齿轮泵各零件的三维造型设计
4.1齿轮泵非标准件三维造型
根据各个零件的零件图，我们使用AutoCAD2004软件分别对这些零件进行三维造型设计。
4.1.1泵体
泵体是整个齿轮泵中各零件造型最复杂的主体零件。
因此在造型设计中，采用分块进行设计后，再使用布尔运算来进行处理见附录四图泵体。
齿轮泵的底座是有五个部分的模型构成，在建模过程中可以分别进行，最后使用布尔运算的操作将其合围整体，具体的操作步骤如下：
⑴打开齿轮泵的泵体零件图，将泵体的外轮廓线复制到当前的图形中，得到了泵体的框图。
⑵使用extrude命令，对上一步骤得到的轮廓线进行拉伸，得到下泵体的模型。
⑶将得到的泵体模型进行抽壳，然后得到泵体大体模型。
⑷将泵体模型放置在另外一个图层上，并且隐藏该层，然后按装配图中的尺寸，使用拉伸的操作，建立齿轮泵大体的模型，以及中空部分的模型。
⑸从泵体零件图中复制部分零件的轮廓线至当前图形。
⑹使用拉伸操作，得到泵体的大体模型，并且在泵体中减去2和6个小圆孔，作为安装销和螺钉的位置。
⑺使用move命令在图形中移动各个模型，然后使用布尔运算进行相应的操作，得到泵体的主体模型。
⑻使用拉伸操作构造泵体的齿轮轴挡圈、肋板等辅助的模型，并使用move命令将其移动到图形中适当的位置上，在移动的过程中可以结合3个视图的对应关系进行，从而得到泵体的模型。
⑼使用布尔运算的差集操作，将辅助模型从底板中减去，完成齿轮泵底办模型的建模（见图4-1）。
图4-1泵体
4.1.2螺塞
螺塞的绘制过程具体的操作步骤如下：
⑴打开齿轮泵的螺塞零件图（见附录四图螺塞），将整个的外轮廓线复制到当前的图形中。
⑵在得到的螺塞框图中直接利用拉伸和旋转就可以了。
图4-2螺塞
4.1.3泵盖
泵盖是整个齿轮泵中各零件造型较为复杂的主体零件。
因此在造型设计中，采用分块进行设计后，再使用布尔运算来进行处理（见附录四图泵盖）。
泵盖的绘制过程基本上与泵体的相似，主要是如何处理拱形部分。
具体的操作步骤如下：
⑴打开齿轮泵的泵盖零件图，将泵盖的下面的外轮廓线复制到当前的图形中，得到了椭圆图的框图。
⑵
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