设计描述：

文档包括:
word说明书一份，共52页，约25000字
任务书一份
开题报告一份
外文翻译一份

UG三维版本图纸，一套

毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目　　    齿 轮 泵 的 结 构 改 进 设 计  　　        
2、专题　                                              　
二、课题来源及选题依据
     自古以来，人类就对水运输以及提升非常重视。很早以前人类就已经发明了多种水的运输及提升工具。比如三千年前辘轳和桔槔已经在中国使用了；三千七百年前埃及的链泵也对水的运输及提升起到很大的作用；在三千三百年前，螺旋杆的诞生能将水持续不断的提升到一定高度，这种螺旋杆是由阿基米德发明出来的，同现代螺杆泵的机械原理是一样的。       
    随着工业的发展，液体运输也应用在多种多样的情况下，因此回转泵出现了。16世纪初，回转泵得到了普遍的应用，但是回转泵一直存在重大的设计缺点，比如效率低，能耗大，泄露大。直到20世纪，回转泵的各个问题才逐渐得到解决，齿轮泵就是一种典型的离心泵，其具有很多优点，比如小体积、结构简单、重量轻、容易加工，并且具有很强的自吸能力，应用范围广泛，可以适用于多种液体介质。   
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
① 熟悉齿轮泵的结构，及工作原理；                     
② 熟练运用UG对齿轮泵进行建模及装配；      
③ 了解并分析齿轮泵的瞬间流量、理论排量等输出特性；         
④ 研究流体动力学知识，了解并掌握FLUENT流体分析软件，并对不同齿廓类型的齿轮泵进行流体分析；                                    
⑤ 比较不同齿廓类型的齿轮泵，分析结果并优化设计出一条新的齿轮泵；  

摘 要
    齿轮泵是液压系统中最重要的动力源,在液压传动系统中应用广泛, 因此, 吸引了大量学者对其进行研究,其主要部件是内部相互啮合的一对齿轮。现代机械工程对齿轮泵提出很多新要求，如压强高、排量大、脉动低、噪音低等，所以对齿轮泵的性能分析与改进成为了很重要的课题。
    本课题以齿轮泵为研究对象，总结了齿轮泵的特点，深入研究了齿轮泵整体结构及其原理，并利用UG三维建模软件对其进行实体建模，对齿轮泵的流量特征、径向啮合力进行理论分析和数值计算，为齿轮泵的设计提供必要的理论依据。研究了多种齿轮泵的齿廓类型，并推导出这些齿廓线方程。最后学习了流体动力学相关的基础理论知识，利用CFD前处理软件Gambit和后处理软件Fluent对以上五种齿廓齿轮泵进行流体分析，并比较不同齿廓分析后的结果，分别计算了齿轮泵齿间区的流量、齿轮啮合区域的流量，最后就得到了齿轮泵的流量。在时间和转速确定的情况下，得到齿轮泵的流速。外啮合齿轮泵的结构对其内部的流场有很大的影响，采用fluent有限元法求解计算模型，就不同齿廓的变化特点进行对比，可以得出每种类型齿廓的相应的优缺点，从而得出最优的分析结果并在此基础上改进设计出新的齿廓线。
    本文对齿轮泵的输出特性研究，推到出齿廓线方程，最后结合流体动力学理论，运用CFD前处理软件Gambit和后处理软件Fluent对以上五种不同的齿廓齿轮泵进行流体分析，在相同的转速下，比较不同齿廓的分析结果，渐开线齿廓在齿轮泵中的增压效果最好，并提出一些优化方案。

关键词：齿轮泵；齿廓；有限元法；输出特性；流体分析
Abstract
Gear pump is the most important source of power in the hydraulic system, widely used in the hydraulic drive system, therefore, attracted a large number of scholars study, and its main components are a pair of gears meshing with each other by the internal。Modern mechanical engineering have made a lot of new requirements to gear pump ,such as high pressure, large displacement, low ripple and low noise, Performance Analysis and Improvement of the gear pump has become a very important issue.
The topics to gear pump for the study, summed up the characteristics of the gear pump, in-depth study of the overall structure and principle of the gear pump and UG three-dimensional modeling software, solid modeling, the flow characteristics of the gear pump, theoretical analysis and numerical calculation of the radial direction meshing force of radial direction, to provide the necessary theoretical basis for the design of gear pump. A variety of the type tooth profile of the gear pump and derive the equations of these tooth profile. Finally learn the basic theoretical knowledge of fluid dynamics, to CFD pre-processing software Gambit and post-processing software Fluent for more than five tooth profile gear pump fluid analysis, and comparison results of different tooth profile analysis were calculated flow rate of the area of the interdental, gear meshing area of flow of the gear pumpthe, and finally got the flow of the gear pump. In the case of time and speed determined to obtain flow rate of the gear pump. Structure of the external gear pump has a great influence on its internal flow field, using the fluent finite element method for solving the calculation model, comparison of the changes in the characteristics of the different tooth profile can be drawn from the corresponding advantages and disadvantages of each type of tooth profileto arrive at the best results of the analysis to improve the design of a new tooth profile on this basis.
The output characteristics of the gear pump onto the tooth profile equation and finally the theory of fluid dynamics, the use of pre-processing of software CFD Gambit and post-processing software Fluent fluid analysis more than five different tooth profile of the gear pump in the same speed, different tooth profile analysis result of that the best of booster effect is involute line tooth profile of the gear pump, and put forward some optimization program of it.

Keywords: gear pump; tooth profile; finite element method; output characteristics;    
      fluid analysis
目录
摘 要 III
Abstract IV
目录 V
1 绪论 1
1.1 齿轮泵的研究内容及意义 1
1.2 齿轮泵国内外的发展概况 1
1.3 本课题应达到的要求 3
2 齿轮泵的工作原理及三维建模 4
2.1 外啮合液压齿轮泵的工作原理 4
2.2 齿轮泵分类、用途、应用范围 4
2.2.1 齿轮泵的分类 4
2.2.2 齿轮泵的用途及应用范围 5
2.3 齿轮泵的三维建模 5
3 齿轮泵的流量特性 8
3.1 齿轮泵流量的研究 8
3.1.1 齿轮泵平均流量 10
3.1.2 齿轮泵瞬态流量 10
3.2 齿轮泵排量的研究 11
3.2.1 根据齿槽有效容积的排量计算方法 11
3.2.2 根据轮齿有效体积的排量计算方法 12
3.3 本章小结 13
4 流体动力学理论知识研究 14
4.1 流体力学简介 14
4.2 流体动力学的基本思想 14
4.3 计算流体动力学的特点 15
4.4 计算流体力学的基本步骤 15
4.5 流体力学基本方程 17
4.6 流体流动模型的确定 19
4.7 一般结构 19
4.7.1 前处理 19
4.7.2 求解器 19
4.7.3 后处理 19
4.8 本章小结 19
5 齿轮泵不同齿廓的流体动力学分析 20
5.1 Fluent简介 20
5.2 齿轮泵的流体力学分析 20
5.2.1 建立流体模型 20
5.2.2 划分流体模型的网格 20
5.2.3 设置流体模型的边界条件 20
5.3 齿轮泵不同齿廓的流体分析 21
5.3.1 渐开线齿廓齿轮泵的流体分析 21
5.3.2 余弦齿廓齿轮泵的流体分析 23
5.3.3 圆弧齿廓齿轮泵的流体分析 26
5.3.4 三齿摆线齿廓齿轮泵的流体分析 29
5.3.5 二齿摆线齿廓齿轮泵的流体分析 32
5.4 齿轮泵的结构改进设计 36
5.4.1 齿轮泵齿廓的改进 36
5.5 本章小结 39
6  结论与展望 40
6.1 课题总结 40
6.2 课题展望 40
致谢 41
参考文献 42