四径向轮齿轮泵优化设计及仿真.pdf

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1、2015年第43卷第1期流体机械33文章编号：1005—0329(2015)01—0033—05四径向轮齿轮泵优化设计及仿真徐平，沈佳兴，王慧(辽宁工程技术大学，辽宁阜新123000)摘要：针对传统齿轮泵流量脉动大、振动明显、噪声高等缺点，设计一种四径向轮齿轮泵。首先分析了四径向轮齿轮泵的瞬态流量特性，并建立了其流量、流量脉动系数和流量脉动频率等数学模型。然后，建立多目标函数并以MATLAB软件为平台对四径向轮齿轮泵进行参数优化。最后，分别对相同理论流量和额定压力的四径向轮齿轮泵、三径向轮齿轮泵及传统外啮合齿轮泵进行流量特性仿真，并将其结果进行对比分析。结果表明，四径

2、向轮齿轮泵在结构设计合理的情况下，对减小齿轮泵的流量脉动，从而减小齿轮泵振动和噪声和提高齿轮泵工作性能及降低成本方面均具有重要作用。关键词：四径向轮齿轮泵；参数优化；流量脉动；减振降噪中图分类号：TH325文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．01．007OptimizationDesignandSimulationofFourRadialGearPumpXUPing，SHENJia—xing，WANGHui(LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China)Abstract：Int

3、heviewofthetraditionalgearpumphastheshortageofhighlargeflowpulse，obviousvibrationandloudnoise．wedesignedagearpumpwithfourradialgear．First，weestablishedsomeobjectivefunctionincludingflow，flowpulseparameterandflowpulsefrequencyafteranalysedtheflowcharacteristicofthefourradialgearpump．Then

4、weestablishedthemultipleobjectivefunctionandusedtheMATLABsoftwaretooptimizetheparameterofthefourradialgearpump．Finallywedidasimulationforthefourradialgearpump，threeradialgearpumpandtraditionalgearradialpumpwiththesametheorydisplacementandratedpres—sure．Thesimulationdemonstratesthatthisg

5、earpumpinthecaseofareasonablestructuredesigncouldharnesstheflowpulse，vi—brationandnoisegreatlywhichprovethefeasibilityandcorrectnessofthetheorygreatlyandsetanexampleforthedesignandmanufactureforthegearpump．Keywords：fourradialgearpump；parameteroptimization；flowpulse；vibrationandnoiseredu

6、ction1前言为此，本文首先建立四径向轮齿轮泵的瞬态流量、流量脉动系数和流量脉动频率等数学模型。随着工农业生产的快速发展，人们迫切需要然后，对四径向轮齿轮泵的参数进行优化设计。齿轮泵向着高压、大流量、低脉动、低噪声方向发最后，分别对相同理论流量和额定压力的四径向展¨。目前国内外相关研究主要集中在两方轮齿轮泵、三径向轮多齿轮泵及传统外啮合齿轮面：(1)优化原有齿轮泵的结构；(2)研究多齿轮泵进行流量特性仿真，并将其结果进行对比分析，泵。目前人们对三径向轮齿轮泵的研究已经以期证明四径向轮齿轮泵在满足齿轮泵高压力、比较深入，但对四径向轮齿轮泵的研究却鲜见低脉动、低噪声方向

7、发展要求方面的可行性，并为报道。充实多齿轮泵理论及其设计提供参考。收稿日期：2014—06—26修稿日期：2014—08—15基金项目：辽宁省教育厅重点实验室基金资助项目(2009S052)；辽宁省科技厅工业公关基金资助项目(2008220049)34FLUIDMACHINERYVo1．43，No．1，2015q1(t)=al—b1(2)2结构与工作原理若4个径向轮如图1分布，中心轮齿数4k±1(k为自然数)，径向轮齿数2k时_5j，当多齿轮泵四径向轮齿轮泵的内部结构如图1所示，在开双对称卸荷槽时，重叠系数取s=1，则4个径齿轮泵壳体中安装中心轮，在