兰州交通大学毕业设计（论文）
摘要
液压泵是随着液压传动技术的产生而产生的，随着我国工业和科学技术的不断发
展，机、电、液一体化在整个机械行业所占的比重越来越大，液压传动技术在诸多领域得到了越来越广泛的应用，因此，液压泵作为动力元件成为液压传动元件中不可缺少的一部分，起到非常重要的作用，同时越来越受人们的关注。
单作用叶片泵作为液压泵的一种，在液压传动系统中有较为广泛的应用。基于单作用叶片泵的应用范围和优缺点，本文主要对单作用叶片泵做了从结构设计到部分结构性能分析的工作。其主要过程是通过现有工况确定单作用叶片泵主要的零件尺寸，然后通过SolidWorks软件对单作用叶片泵进行三维实体建模和虚拟装配。再对装配体中叶片的运动进行运动学分析和装配体进行动力学分析，最后对转子的静态应力进行有限元分析。整篇论文对于单作用叶片泵的设计具有参考和实用意义，同时也对单作用叶片泵的优化具有一定的指导作用。
关键字：单作用叶片泵，有限元，优化设计
I
兰州交通大学毕业设计（论文）
Abstract
Hydraulic pump is produced with hydraulic transmission technology, With the continuous development of industry and science and technology in our country, machine, andelectric, iquid integration in throughout machinery industry by accounted for of share increasingly big.Hydraulic drive technology get has increasingly widely of application in many area.So hydraulic pump as power components became hydraulic drive components in the not missing of part, up to very important of role, while increasingly by people of concern.
Single-acting vane pump as a hydraulic pump.There are used in hydraulic transmission system more and more.Based on the scope of application of the single-acting vane pump and the advantages and disadvantages.This article focuses on single-acting vane pump part made from structural design to structural analysis. Its main processes are determined by existing conditions of single-acting vane pump parts dimensio. Through SolidWorks software for single-acting vane pump for three-dimension solid modeling, and virtual Assembly.Assembly blade motion in kinematics analysis and Assembly dynamics analysis, static finite element analysis of the stress of the last rotor. Papers for the design of single-acting vane pump with references and practical significance, as well as optimization of single-acting vane pump capable of guiding.
Keywords: single-acting vane pump; finite; optimal design
II
兰州交通大学毕业设计（论文）
目录
摘要 ............................................................................................................................................. I Abstract ...................................................................................................................................... II 目录 .......................................................................................................................................... III 1 绪论 ...................................................................................................................................... 1
1.1 课题研究背景 .............................................................................................................. 1
1.1.1 CAD技术的发展 ................................................................................................ 1 1.1.2 SolidWorks软件简介 ......................................................................................... 1 1.1.3 单作用叶片泵简介 ............................................................................................ 3 1.2 课题研究的目的与意义 .............................................................................................. 4 1.3 课题研究的内容 .......................................................................................................... 5 2 单作用叶片泵结构的设计及尺寸参数的初定 .................................................................. 6
2.1 单作用叶片泵结构的设计 .......................................................................................... 6
2.1.1 单作用叶片泵的计算中用到的主要技术参数 ................................................ 6 2.1.2 确定单作用叶片泵的工况 ................................................................................ 6 2.1.3 被设计的单作用叶片泵的结构分析 ................................................................ 7 2.1.4 确定单作用叶片泵的结构 ................................................................................ 7 2.1.5 确定单作用叶片泵的参数 ................................................................................ 7 2.2 单作用叶片泵的零件尺寸的初定 .............................................................................. 8
2.2.1 配油装置尺寸的确定 ........................................................................................ 8 2.2.2 轴尺寸的初步确定 ............................................................................................ 9 2.2.3 轴承的选取 ...................................................................................................... 10 2.2.4 轴的受力分析及校核 ...................................................................................... 10 2.2.5轴承寿命的校核 ............................................................................................... 12 2.2.6压力调节端零件尺寸的确定 ........................................................................... 13
3 单作用叶片泵零件的三维实体建模 ................................................................................ 15
3.1箱体类零件建模 ......................................................................................................... 15 3.2 调流量端零件的建模 ................................................................................................ 17 3.3 定子环定位端零件的建模 ........................................................................................ 18 3.4 配油零件的建模 ........................................................................................................ 20 4 单作用叶片泵的虚拟装配 ................................................................................................ 22
4.1 配油装置的装配 ........................................................................................................ 22 4.2 调压装置零件之间的配合 ........................................................................................ 23 4.3 箱体配合零件的装配 ................................................................................................ 24 4.4 总装配 ........................................................................................................................ 25 5 单作用叶片泵运动学及动力学分析 ................................................................................ 28
5.1 对于叶片顶端的运动学分析 .................................................................................... 28 5.2 转子动力学分析 ........................................................................................................ 30 6 有限元分析 .......................................................................................................................... 33
6.1 转子的静态应力有限元分析 .................................................................................... 33 6.2 叶片瞬间静态应变的有限元分析 ............................................................................ 38 论文总结 .................................................................................................................................. 44
III
兰州交通大学毕业设计（论文）
致谢 ........................................................................................................................................... 45 参考文献 ................................................................................................................................... 46 附录 ........................................................................................................................................... 47
IV
兰州交通大学毕业设计（论文）
1 绪论
1.1 课题研究背景 1.1.1 CAD技术的发展
制造的全球化、信息化和需求的个性化，都需要企业能在最短的时间内推出用户满意的产品，并且能够开速占领市场。为了适应这种瞬息万变的市场，设计方必须要缩短设计周期，提高产品质量，必须要有先进的实际技术。
计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)即利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。20世纪50年代美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，CAD技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来，CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了CAD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
SolidWorks就是在此历史条件下发展成的一款基于Windows开发的三维CAD系统，SolidWorks自1995年问世以来，以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械设计工程师的设计效率。SolidWorks作为三维设计软件具有全面的零件及装配建模功能，利用该软件还可以快速的生成工程图，SolidWorks软件还包含零件建模、装配设计、工程图与钣金等模块，还与高级图像渲染软件Photo Works高级有限元分析软件Cosmos,结构运动学分析软件Motionworks，产品数据管理软件SmarTeam，以及数控加工软件无缝集成，具有强大的辅助设计功能。
1.1.2 SolidWorks软件简介
（1）三维实体建模的形成
1