（定稿）大流量柱塞泵设计（全套下载）

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.系数.长轴端点应力为安全系数.曲轴强度足够键的强度校核.强度足够满足使用要求.主轴承寿命计算前端轴承型号为，基本额定动载荷基本额定静载荷，。因为前端轴承承受齿轮啮合时产生的轴向力，产生派生轴向力，其大小与相等，方向相反。由于，取系数。轴承当量动载荷.轴承寿命根据公式.式中为轴承寿命指数，对于球轴承，对于滚子轴承，。查得温度系数，载荷系数按中等冲击取。所以后端轴承型号为，基本额定动载荷，基本额定静载荷。当量动载荷此轴承不承受轴向力，所以.轴承寿命.连杆的结构设计连杆传动端是曲柄连杆机构中连结曲轴和十字头的部件。连杆的运动是平面运动，可看成是沿液缸中心移动和绕十字头销摆动的两种简单运动的合成。在本设计中，连杆的材料选用，它的抗拉强度，硬度般为。属于中高强度，具有塑性低和耐磨性好的特点，主要应用于柴油机内燃机的曲轴连杆汽缸套吸排气阀门座，机床的主轴等方面。连杆杆体的截面形状有圆形工字形矩形和十字形等几种形式。圆形截面杆体最容易机加工，但在获得同样强度和刚度的条件下，其金属的利用率最低。该型式主要用于低速大型和小批生产的连杆。工字形截面杆体和其它形状截面杆体相比较，在同样强度和刚度的条件下，具有最小的运动质量，毛坯般为铸造或模锻成型，这种型式的杆体适合于高速轻型和大批量生产的连杆。矩形和十字形截面杆体的材料利用率大体介于前两者之间，毛坯般为铸件，采用不十分广泛。因此本设计采用工字形截面的连杆杆体。为了实现强迫润滑，连杆的杆体中央沿杆中线钻有油孔，把从曲轴油孔进入连杆大头轴瓦的润滑油引入小头衬套，衬套为整体式，压配装入连杆小头孔内作为滑动轴承。轴段此轴段为连接轴身，为了保证轴承的正常拆卸，此轴段的轴肩高度不应大于轴承内圈的厚度，取同时为保证齿轮端面与箱体内壁的距离，取轴段长度。轴段该轴段为小齿轮，尺寸由小齿轮参数决定，即直径，长度。轴段此轴段与轴段结构相同，长度取，直径由轴段上的轴承确定。轴段此轴段为支撑轴颈，预选轴承型号为型圆柱滚子轴承，宽度内圈直径定位轴肩直径。所以，取轴段长度轴段直径轴段直径。齿轮轴结构如图.所示图.齿轮轴齿轮轴的强度校核求支反力水平面垂直面.绘制轴的弯矩图和扭矩图图.小齿轮轴的弯矩图和扭矩图求齿宽中点处的弯矩水平面.垂直面.合成弯矩.因为齿轮轴单向转动，考虑起动停止及运转不均匀性的影响，将剪应力视为脉动循环变应力。所以取系数。则扭矩.当量弯矩.计算危险截面应力从受载情况看，齿宽中点截面上当量弯矩最大，但应力集中不大，而且这里的径向尺寸最大，所以该截面不必校核。从应力集中对轴的疲劳强度削弱程度观察，齿轮两端截面因尺寸变化较大引起的应力集中最严重，两截面应力集中相近，但右侧不受扭矩作用，所以危险截面为齿轮左侧截面。截面右侧弯矩.截面上的扭矩扭弯截面系数.抗弯截面系数.截面上的弯曲应力.截面上的扭转剪应力.弯曲应力幅弯曲平均应力扭转剪应力的应力幅与平均应力相等，即确定影响系数因为齿轮轴的材料为，渗碳淬火，得。轴肩圆角处的有效应力集中系数根据查得，尺寸系数根据圆形截面查得，表面质量系数查得材料弯曲扭转特性系数取，疲劳强度许用安全系数所以齿轮轴疲劳强度安全系数.齿轮轴强度足够。齿轮轴轴承寿命计算前端轴承型号为，基本额定动载荷基本额定静载荷，。因为前端轴承承受齿轮啮合时产生的轴向力，产生派生轴向力，其大小与相等，方向相反。由于，取系数。轴承当量动载荷.轴承寿命根据公式.式中为轴承寿命指数，对于球轴承，对于滚子轴承，。查得温度系数，载荷系数按中等冲击取。所以后端轴承型号为，基本额定动载荷，基本额定静载荷。当量动载荷此轴承不承受轴向力，所以.轴承寿命五传动端结构设计.曲轴连杆机构的运动分析因为曲轴受力十分复杂.除了作用在曲轴上的重力是恒定不变的,其它如连杆力惯性力,原动机驱动扭矩支座外力各联间的纵向横向扭转振动惯性矩等都将随转角的变而变化.此外,曲轴还要受到支座变形加工不同轴度使用中因轴颈磨损等因素造成的附加载荷.要想把曲轴所有受力情况均考虑过去,是很难做到的.在实际分析计算时,常常是忽略那些次要的因素,抓住主要因素予以考虑.为此,在分析计算曲轴受力时,通常做下列假设.把多支承曲轴看做是以主轴承中点分开的分段简支梁并把曲轴视为绝对刚性系统.把主轴颈中点既看成是支承点,又看成是集中支反力的作用点.连杆力和旋转惯性力或径向力和切向力,看成是集中力并作用在曲柄销中点.略去除作用在轴颈上的其它各联间作用力的影响,也略去因加工精度装配质量以及因使用后磨损热变形等造成的附加载荷.除此之外,当柱塞力很大时,在计算时也可略去重力和摩擦力.曲柄连杆机构的受力曲柄转角取曲柄角速度柱塞质量估取十字头质量估取连杆质量估取曲拐不平衡重量重心至主轴颈距离转化系数，取往复运动质量计算时取往复惯性力旋转运动质量旋转运动惯性力连杆摆角摩擦力般略去不计综合柱塞力侧向力连杆力切向力径向力分量径向力以上各力的计算结果见表曲柄各力参数计算.曲轴的结构设计在柱塞泵中，曲轴是把电动机的旋转运动转化为柱塞直线往复运动的重要部件之，它影响着乳化液泵的可靠性和寿命。工作时，它将承受周期性的交变载荷，产生交变的扭转应力和弯曲应力，因此也是曲柄连杆机构中最重要的受力部件。在柱塞泵中常用的曲轴可分为曲拐轴曲柄轴偏心轴和形轴等型式其中曲拐轴是最常用的,其它几种型式是在些特定的条件下才被采用,所以本设计中应用的是最常用的曲拐轴。曲拐轴几乎可适用于各种类型的联数和尺寸不同的往复泵，尤其是在中小型多联泵中应用极为普遍。考虑到本设计的流量比较大，要求泵的瞬时流量脉动要小，才能够运行比较平稳，而且奇数缸的脉动相的摩擦热量大而且由于泵的传动比不是很大就要求蜗杆的头数较多.这样给蜗杆的加工带来不便,对泵的冷却也不利,而皮带传动不够紧凑传动的平稳性差,不能保证定传动比传动,对于齿轮传动具有平稳精度高加工方便装拆维护方便的特点,因此本泵采用齿轮传动.润滑方式的确定曲轴连杆滑块及齿轮传动是泵的主要运动部件,对于搞好这些部件的润滑是提高运转和寿命的重要因素.根据轴承的单位压力和圆周速度来计算轴瓦的平均载荷系数,选定分析本泵的值,选用了飞溅润滑方式.这样的润滑方式既满足了润滑的要求又结构简单,具有连续润滑的特点.曲轴上的中心保证轴瓦的润滑,滑块的润滑靠抛到滑块上方的存油池中的油,经小孔流入滑块的导向中润滑.滑块再经滑块带回油池.大齿轮浸入油池中.柱塞由于和导向套与密封件间有摩擦存在.因此也需要润滑,因为柱塞接触水,为此需要能够防水性的润滑,本泵采用油杯加入黄油来保证柱塞的润滑.润滑油的选择对于滑动轴瓦应保证油膜的形成,润滑油的粘度愈大,油膜愈容易形成.但液体摩擦阻力愈大,发热量也愈大.又降低了粘度,为了减小液体的摩擦阻力.在不破坏油膜的条件下,选用粘度较小的油.为此选用机油.润滑脂要求有耐水性能.因此,选用钙机油润滑脂.安装位置的确定卧式柱塞泵的齿轮的安装位置不外乎两种.种是安装在曲轴箱内,另种是安装在曲轴箱外面.前种由于曲轴的跨度大,曲轴的变形影响其啮合精度.齿轮的载荷不均匀增加,甚至有可能破坏其齿轮.否则对曲轴高度要求高就必须增加曲轴的尺寸.这样的安装方式装拆也不方便.后种安装方式,曲轴的受力比较好,装拆维护也很方便.为此,本次设计选用后种布置方式.柱塞数目的确定般柱塞泵的柱塞数为奇数,这是因为奇数的柱塞比偶数柱塞泵的流量脉动小,如果柱塞数过多造成曲轴加工和组装的难度增大,在曲轴中间必须有几支撑才能满足刚度和强度条件且脉动量减小也不怎么显著,柱塞过少低于五时,其流量脉动相当大,这对机构是不利的,当柱塞数是五时,其脉动系数近似为.比较均匀,因此取五根柱塞为宜.与三缸乳化液泵相比,五缸泵除能有效赠大泵的流量外,还具有压力平稳,流量均匀,易损零部件通用性好的特点.五缸泵有五个柱塞交替在工作,即曲轴转周时每个柱塞杆往复行程次运动.所以它的排量应该是个柱塞的五倍,本泵为卧式五柱塞往复式,四级电机驱动经级齿轮传动带动五曲拐,曲轴旋转再经连杆滑块带动柱塞往复运动,液体介质由吸排液阀吸入和排出,从而使机械能转化为液压能输出高压介质,柱塞的往复运动使泵的容积反复变化,工作介质连续送到工作机构中去.本泵结构由箱体曲轴连杆滑块柱塞排液阀组成,每个缸筒都有个进液单向阀和个出液单向阀,当曲轴转动时柱塞将液体吸入,再将高压送出,由于柱塞的运动规律近似正弦,因此其输出的液体压力与流量也为正弦规律,当五个缸相叠加能使流量与压力为直线.此泵的主要特点为曲轴有五个曲拐,分别连接连杆滑块,带动五个柱塞往复运动.泵头部分每个泵内设有组吸排液阀,用个高压集液块把五个排液口连通由个排液口出液般三柱塞泵的泵头是将三组独立的吸排液阀做在个泵头内,加工精度要求高且缸套的径向密封易产生过定位该泵采用分体式泵头后可以克服这些缺点,采用进口垫料作柱塞密封在无油润滑情况下也可起到润滑作用.柱塞采用热喷镀等措施可提高柱塞的密封寿命且可减少维修工作量,本泵的流量脉动率小于三柱塞泵,本泵设计时,尽可能考虑实现“条例化通用化标准化”以利于加工制造使用和维护.主要技术参数公称流量公称压力.三主要参数的设计.泵内主要参数的计算根据容积效率选取的般原则,当泵的排出压力高流量小时,每分钟往复次数高液力端余隙容积大制造精度低且当输送高温或低粘度高饱合蒸汽压的液体介质或介质中含气量大含有固体颗粒时应选取较低值,反之可取较高值.当输送常温清水时,当输送石油产品热水介质时取容积效率计算折合成单联单作用泵的有效功率式中合压力当泵的出口压力远大于进口压力时近似于出口压力流量柱塞数目液缸数系数,对于单作用泵对于双作用泵柱塞的平均速度查取.所以.柱塞行程查选取曲轴转速确定柱塞直径根据流量计算公式.所以.圆整取程径比.在取值范围内并满足取值条件.程径比合适连杆比般取值不大于初值.则.圆整取连杆长度吸排液管直径两值的选取主要取决于吸排液管内介质的流速其般取值范围为了制造方便互换性好取相同的值使.则原动机的选择泵的有效功率.泵的轴功率输入功率依据泵总效率的取值条件取总.选取联轴器效率选取轴承效率选取齿轮传动效率选取齿轮搅油效率传动装置总效率原动机的效率.原动机理论功率考虑到往复泵的流量是脉动的泵的载荷也是脉动的,泵的瞬时功率和平均功率差别较大而且不同类型的泵其差别程度也不同,特别是单联泵.二者差别最大.此外,像柱塞密封处的机械摩擦损失和容积损失也很难确定,为了使泵在实际运转中不致超载,在选择电机时还要留有定的富裕量,即功率储备系数.查取功率储备系数所以选电动机型号为的隔爆型三相异步电动机额定功率额定转速.运动与动力参数计算传动装置的总传动比.各