为解决非圆齿轮泵在流体输送过程中其大排量导致的剧烈流量脉动问题,提出一种将ADAMS-Simulink联合仿真与计算流体力学(CFD)数值模拟相结合的优化方法,实现齿轮泵转子平稳传动从而降低其流量脉动。分析高阶椭圆齿轮转子的传动特性,讨论齿轮偏心率及其阶数对传动比的影响,以卵形齿轮转子为例分析偏心率对流量脉动的影响;搭建基于Simulink和ADAMS的联合仿真模型,利用PID实现卵形齿轮泵转子的平稳传动,达到缓冲减振的目的;利用Fluent动网格技术,对卵形齿轮泵进行CFD数值仿真,并基于Visual Studio网络编程平台实现Fluent和Simulink之间的数据耦合,精确模拟转子平稳传动时的变速比关系。结果表明:转子平稳传动后其流量脉动降低30.72%,该方法能够在不改变齿轮泵内部结构的情况下平抑流量脉动,具有显著的优化效果。

根据高阶椭圆齿轮流量计的工作原理,建立高阶椭圆齿轮模型,并分析其传动特性,以此验证其设计与建模方法的正确性。根据椭圆齿轮副的转动位置关系推算出流量计的理论平均流量和瞬时流量关系式,并绘制流量曲线图来讨论其阶数与偏心率对瞬时流量的影响。依据流量计的脉动特性制定了脉动平抑方案来消除流量脉动,使得输出流量是一个恒定值。然后将简化二维图导入Fluent中进行流量计的数值模拟,得到椭圆齿轮流量计内的速度场、压力场。结果表明:偏心率的变化会改变椭圆齿轮流量计的瞬时流量变化;增加一对变速非圆齿轮副后可以消除流量脉动;生成的压力与速度云图反映了腔内油液的真实情况,从而证实了模型不存在干涉,是正确可行的。

针对椭圆齿轮泵大排量大脉动的流量特点,提出基于变速驱动的脉动平抑方法。在分析椭圆齿轮泵流量脉动规律的基础上,给出非圆齿轮变速器驱动椭圆齿轮泵的方案原理及相应的瞬时流量公式,讨论了椭圆齿轮转子的偏心率、阶数对平抑效果的影... 展开更多