擺線齒輪泵外轉子加工工藝及主要工裝設計開題報告.doc

本科畢業(yè)設計開題報告題目：外轉子加工工藝及主要工裝設計院（系）：機械工程學院班級：機械08-4班姓名：于周揚學號：2008026164指導教師：張文生教師職稱：教授黑龍江科技學院本科畢業(yè)設計開題報告題目擺線齒輪泵外轉子加工工藝及主要工裝設計來源工程實際1、研究目的和意義隨著現(xiàn)代科學技術和國民經(jīng)濟生產(chǎn)的發(fā)展對泵的條件越來越特殊，對特殊泵的需求越來越多，發(fā)展特殊泵是泵類產(chǎn)品發(fā)展的一個主要趨勢。近年來，為了提高齒輪泵的性能，國內(nèi)外正在進行一些特殊齒形齒輪泵的研究，并已取得了一定的進展。但目前我國石化行業(yè)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進口產(chǎn)品，為了研究開發(fā)適合我國石化生產(chǎn)條件的高粘度齒輪泵，對此類泵的進一步研究成為當前齒輪泵技術發(fā)展的一個重要課題。國外對特種齒輪泵及高參數(shù)聚合物輸送用鹵輪泵進行了大量的研究開發(fā)工作。美國、瑞士、德國、日本等國家先后開發(fā)出了各自的系列產(chǎn)品，特種齒輪泵以美國Viking內(nèi)嚙合齒輪泵和日本大晃株式會社的外嚙合齒輪泵比較著名。高參數(shù)聚合物輸送用齒輪泵以美國的聚合物設備公司(POLYMEREQUIPMENTCO)和瑞士瑪格公司(MAAG)的不帶同步齒輪的產(chǎn)品居國際領先水平1。這些聚合物齒輪泵應用于高溫、高壓、高粘度的液體物料的輸送23。目前國內(nèi)生產(chǎn)的特殊齒輪泵主要有NCB-T型內(nèi)嚙合齒輪泵、TC七型特殊齒形高粘度齒輪泵以及CB-T型外嚙合齒輪泵4。但國內(nèi)產(chǎn)品性能與國外同類產(chǎn)品相比，還有不小的差距。開發(fā)新的齒輪泵，以提高齒輪泵的性能，更好的滿足嚙合和輸送介質(zhì)的要求，也是促進齒輪泵的發(fā)展、滿足現(xiàn)代工業(yè)的需要。而我國特殊齒形齒輪泵轉子的型線設計原則、嚙合特性的分析、制造加工技術等還沒有建立較為完善的理論體系。所以這些方面的研究對提高我國齒輪泵設計制造水平具有重要意義。2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻綜述)齒輪技術的歷史可追溯到30005000年前，而作為齒輪在工業(yè)中應用的一種重要裝置齒輪泵的雛形只能追溯到16世紀，但它是所有類型泵中最古老的一種56。通常將抽吸、輸送液體和使液體壓力增加的機器統(tǒng)稱為泵7，齒輪泵是其中容積式回轉泵的一種，它是一種使用非常廣泛的流體機械。齒輪泵的主要特點是結構簡單、體積小、重量輕、自吸性能好、轉速范圍大、不容易咬死、對污染不敏感、使用可靠、壽命較長、便于制造、便于維修，成本低。齒輪泵在高速、低速甚至手搖時，都能可靠地進行抽吸液體8，因此它廣泛應用于機床、輕工、農(nóng)林、冶金、礦山、建筑、船舶、飛機、汽車、石化機械等行業(yè)，特別是輸送粘度較大的液體，例高粘度聚合物、潤滑油、燃燒油等。例如齒輪泵在液壓泵中占7829。而且齒輪泵的使用領域還在不斷擴大，許多過去用軸向柱塞泵的液壓設備也已改用齒輪泵(如工程起重機等)10。齒輪泵借助于一對齒輪副輪齒脫開嚙合側和進入嚙合側在密封殼體內(nèi)形成的工作容積的周期性變化來實現(xiàn)液體的輸送。根據(jù)齒輪傳動形式的不同，可以把齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩大類；按齒輪泵的用途不同分為普通泵和特殊泵，普通泵大多用于輸送油類液體或用于液壓傳動系統(tǒng)，常稱為油泵或液壓泵，特殊泵則多用于石油、化工等輸送粘稠物料的行業(yè)；按齒輪泵轉予型線不同可分為普通漸開線型線和特殊型線齒輪泵。典型齒輪泵的結構如圖1-1、1-2所示，主要由兩轉子，以及容納它們的泵體和前后泵蓋所組成。特殊結構的泵有非對稱漸開線多齒泵1112、三齒輪外嚙合齒輪泵13、復合齒輪泵14-25等，這些泵克服了普通齒輪泵的流量和壓力脈動大、噪聲大、徑向力不平衡、軸承磨損嚴重等缺點，使泵的流量成倍增加，壽命大幅度提高，具有設計先進、結構新穎、性能優(yōu)越、效率高等優(yōu)點，為變革傳統(tǒng)的二齒輪式齒輪泵提供了一種創(chuàng)新思路。近十幾年來，齒輪泵行業(yè)取得了長足的發(fā)展。很多新型齒廓齒輪泵的相繼出現(xiàn)使齒輪泵的性能得到了很大的改善，齒輪泵的工作壓力有了很大提高，產(chǎn)品結構有了不少改進，變量泵的研究也在進行。齒輪泵技術正朝著設計多樣化、進一步推廣CADCAM技術和發(fā)展無密封泵等方向發(fā)展；生產(chǎn)朝多品種、小批量發(fā)展；產(chǎn)品發(fā)展以控制泄漏、減少污染、減少能耗和降低成本為方向26。目前各國一般用途泵的比重下降，而特殊用途的泵大量發(fā)展，比例逐年增加。據(jù)估計，目前國外特殊泵的比例已占80左右26。而我國石化行業(yè)用來傳輸高粘度介質(zhì)的大模數(shù)，大螺旋角，少齒數(shù)的特殊泵還處于研究開發(fā)階段，國內(nèi)使用的高粘度齒輪泵多屬于國外進口產(chǎn)品27，這使企業(yè)投資成本大大增加，企業(yè)競爭力減弱。與國外同類產(chǎn)品相比國產(chǎn)齒輪泵的效率、可靠性與使用壽命還相差甚遠。主要存在以下問題：齒輪泵的流量和壓力脈動大，排量小，出口壓力小，噪聲高，困油現(xiàn)象嚴重，強度低。3、研究/設計的目標：設計參數(shù)：外轉子齒數(shù)Z2=7，表面粗糙度Ra1.6，主要完成加工工藝及主要工裝的設計。完成A0號圖紙2-3張。1、成形拉刀設計圖。2、夾具（磨削擺線齒輪夾具）圖。3、修整砂輪工具圖。4、磨削裝置總裝圖。其中1張圖必須徒手畫。按照工程技術規(guī)范，整理技術資料，編寫設計說明書一份。4、設計方案（研究/設計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）：加工工藝過程毛坯加工擺線內(nèi)轉子材料為20CrMo。剪床下長料后，內(nèi)孔，車成西粗糙度1.6然后以一刀下端面為基準，修磨兩端面，作為粗切齒的定位基準。滲碳、淬火等熱處理后，再重新修磨定位基準。內(nèi)孔磨成中作為最后精切齒工藝基準。粗加工工件從毛坯到產(chǎn)品的加工過程中，材料去除量較大，為保證加工精度，防止變形，粗切齒使用成形銑刀加工，半徑方向余量取為025030mm，將大部分加工余量切除，并為下道工序作好定位基準準備。精加工擺線內(nèi)轉子材料為20CrMo，熱處理后，合適的磨削參數(shù)如下：砂輪轉速=1700rmin；粗磨徑向進給=00100015mm(半徑)，精磨徑向進給=00050010mm(半徑)。當轉子回轉角速度(公轉及自轉)一定時，位于曲線拐點處范圍的速度較齒頂處為高，因為這部分齒面為主要受壓區(qū)，進給速度選擇以此處為準。當砂輪直徑和轉速一定時(切削速度按30ms選擇)，工件的最佳回轉速度為1736rmin。5、方案的可行性分析：通過對機械原理機械設計機械制造工程學等專業(yè)課的學習以及相關課程設計和實驗課程的實踐，同時經(jīng)過張文生老師的講解和指導我堅信能把畢