基于有限元分析的机油泵卡死现象设计改进.pdf

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1、上海理工大学学报第37卷第3期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyvo!．37No．32015文章编号：1007—6735(2015)03—0269—05DOI：10．13255／J．cnki．jusst．2015．03．012基于有限元分析的机油泵卡死现象设计改进杜宝江，丁鹏鹏，于亚君，陈宇翔(上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：针对机油泵在试生产中遇到的卡死现象进行分析．利用有限元分析软件Ansys，结合实际经验，采用了一种更全面的分

2、析方法，得到机油泵在极限实验状态下的相关分析数值，找出造成卡死的主要因素为从动轴和从动齿轮的尺寸公差设计不合理．根据此原因，采取相应的方法进行设计改进，并通过实验对改进方案进行验证，最终证明了分析结论的合理性．关键词：机油泵；卡死；Ansys软件故障分析；设计改进中图分类号：TH122文献标志码：ADesignImprovementofStickingPhenomenonofOilPumpBasedontheFiniteElementAnalysisDUBaojiang，DINGPengpeng，YUYa

3、jun，CHENYuxiang(SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaifoScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Thestickingphenomenonofakindofoilpump，encounteredinitspre．production，wasanalyzed．ByusingthefiniteelementanalysissoftwareAnsyscombinedwit

4、hpracticalexperiences，amorecomprehensiveandreasonableanalysismethodwasproposed,Theoilpumpwasanalyzedunderextremeexperimentalconditions．Itisfoundthatthemainfactorcausingtheoilpump’SstickingiStheunreasonabledimensiontolerancesofthedrivenshaftandoneofthedriv

5、engears．Accordingtothatappropriatemeasureswereadoptedfordesignimprovement．Theimprovementschemewasvalidatedthroughexperiments，andtherationalityoftheanalysiswasfinallyproved．Keywords：oilpump；sticking；Ansyssoftware；faultanalysis；designimproventent机油泵是汽车发动机的重

6、要组成部件之一，其我国在泵类机械方面的设计能力相对薄弱，主保证机油在润滑油路中不断循环．某汽车配件公要是参照国外的设计经验，进行理论分析少．近几年司在对设计的试生产机油泵进行极限条件(转速国内也开始重视将有限元技术应用到机油泵产品的6500r／rain、油温140℃)实验过程中发现，约有设计中去，但是，主要集中在对机油泵内流场或者结25％的机油泵会出现从动部分卡死现象，从动齿轮构强度的分析上，忽视了诸如油膜厚度等因素在机不能绕从动轴转动，直接导致机油泵无法正常工作．油泵设计中的影响．本文基于对产品故障分析

7、的基本文对此卡死现象进行分析研究．础上，结合实际经验，利用有限元分析软件Ansys对收稿日期：2014—02—21第一作者：杜宝江(1962一)，男，副教授．研究方向：虚拟制造．E-mail：fly2happy@163．COIYI270上海理工大学学报2015年第37卷内流场方面进行了计算，并以润滑油膜的分析作为式中，V代表流体的平均流速；D代表水力直径；y重点，综合地剖析机油泵的运行状况，找出故障原代表流体的运动黏度．因，同时也为机油泵有限元设计改进提供了一种新从数值上对流体流动状态进行分析，当雷诺数的

8、思路．Re≤2300时，流体的流动为层流流动；当雷诺数R≥4000时，流体的流动为湍流流动；而当1有限元分析方法2300~Re<4000时，流体的流动介于层流流动与湍流流动的过渡区间．根据式(1)计算可得，本文所本文研究的机油泵为齿轮式机油泵，从动齿轮研究的机油泵内部流动雷诺数远大于湍流流动的临与从动轴的配合为间隙配合，其结构如图1所示．机界雷诺数4000，所以，机油泵内流场的流动为复杂油泵在运转状态下，不同位置的油压不同，导