ANSYS低压注塑齿轮泵的特性分析+图纸(2)

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1.2 国内外发展概论

1.2.1 国外发展状况

1.2.2 国内发展状况

1.3 本课题主要研究内容

查阅相关资料，了解关于低压注塑机的齿轮泵设计的方法，掌握齿轮泵优化和改进的方法，并对低压注塑机的齿轮泵提出优化建议[3]（齿轮优化[4]），完成齿轮泵的设计图。进行齿轮泵的特性分析实验，分析优化后齿轮泵的优越性。齿轮泵实物见下图1.2

研究主要内容有：

（1）对齿轮泵进行二维，三维建模，并通过有限元温度仿真软件，了解齿轮泵从运行开始到平稳运行过程中的温度变化规律，观察其是否满足生产要求。

（2）对齿轮泵运行时的注胶量进行测试，通过比较多组数据，对齿轮泵的注塑稳定性进行分析计算。

（3）通过对齿轮泵制造加工工艺及设计上的优化，分析优化后的优越性，提高齿轮泵注塑时的稳定性，降低注塑波动，减少加工时的次品率。

2 齿轮泵总体设计方案

2.1 设计指标

1) 可靠性

齿轮泵作为一种通用的机械装置，其许多标准已经在国标中列出，例如对齿轮泵压力、流量、容积效率、转速、转矩、温度、排量、功率等都做出了相应的规定[5]。低压注塑所需要的齿轮泵由于原料不同于其他液压油而是热熔胶，要保证其清洁度，因此对齿轮的磨损有较高的要求[6]，同时对送胶时的困油冲击[7]也有一定的要求。

2) 寿命

齿轮泵具有许多优点，但它最大的缺点便是寿命短。外啮合齿轮泵的设计寿命为5000小时，但目前一般均达不到此要求[8]。齿轮泵使用过程中，通常因为内泄漏增加，容积效率降低而失效，端面泄漏占整个泄漏的75%~80%，因此，合理的端面间隙十分重要。低压注塑齿轮泵属于低排量泵，因而选择间隙为0.02~0.04mm[9]。除此之外，材料选择方面应考虑耐磨性和耐热性（泵体温度接近200℃）[10].工艺上，为保证安装前后端盖之间的合理间隙，端面与孔轴中心线的垂直度误差不应超过0.01mm[11][12]。卸荷槽的设计也将影响齿轮泵的工作性能和使用寿命。

3) 转速和流量

低压注塑齿轮泵要求的一般转速范围为20r/min~70r/min,每转出胶量为8g。但由于制造、安装工艺上的缺陷以及齿轮泵本身具有的流量脉动，且注塑过程中，注塑时间短，注塑压力不稳定等，所以造成了注胶量具有波动性[13]。对齿轮泵进行优化设计，降低注塑波动和注塑脉动，提高注塑稳定性。

2.2 材料选择

多数齿轮泵选用质量轻和便于加工的铝合金泵体，泵盖也多采用铝合金，也有少部分采用铸铁[14]。齿轮要求齿面具有一定的硬度，齿轮有足够的强度和韧性，并且要有加工和热处理的工艺性，一般通常选合金钢，合金钢具有良好的强度和韧性，耐冲击，经表面处理和热处理后具有较高的硬度。轴要承受弯矩和转矩,源^自#751?文,论.文'网[www.751com.cn，一般选用碳素钢和合金钢，经调质和正火处理后具有很好的耐磨性及疲劳强度。