从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。

常规方法设计齿轮泵时,齿轮计算工作量大、易出错,建模步骤繁琐且精度差。本文基于Visual Basic和SolidWorks软件平台,开发了一种外波发生器谐波式齿轮泵刚轮、柔轮的参数化设计软件,利用该软件可以方便、高效地对这一新型泵进行交互式、系列化设计。

介绍了谐波齿轮泵的结构原理,分析了泵体内流体的流动特性,从减小径向间隙引起的功率损失的角度出发,以径向间隙值为变量,推导出了径向泄漏引起的总的功率损失的表达式,并利用极值法,求出了刚轮齿顶与月牙板间隙的最优值。在此基础上举例分析,进一步验证了结论的合理性。

谐波式齿轮泵综合了谐波传动与内啮合齿轮泵的优势,吸压油口对称分布,从根本上避免了传统齿轮泵因径向液压力不平衡而引起的轴承磨损严重,工作压力受限制,流量脉动大,噪声高等问题。工作过程中,其轮齿参与排油的部分并非整个齿高,而是不计顶隙的有效齿高部分,根据内啮合齿轮泵的工作原理,假设工作过程中柔轮轮齿形状不变,通过对柔轮轮齿横截面积的计算推导出了既适用于谐波式齿轮泵又适用于普通内啮合齿轮泵的排量计算公式,可为谐波式齿轮泵的研究、开发提供参考。

针对现有文献中内啮合齿轮泵的排量计算公式各不相同,不能兼顾计算简便和结果精确这一现状,根据内啮合齿轮泵的工作原理,推导出了新的排量公式,可为内啮合齿轮泵的设计、开发提供参考。

针对普通齿轮传动和谐波齿轮传动在齿面磨损计算方面的差异。通过对波发生器外置谐波式齿轮泵柔轮所受液压力的分析,推导了柔轮所受液压力矩的近似计算公式,并在此基础上推出了轮齿工作表面耐磨条件公式,为谐波式齿轮泵的设计和进一步研究提供了理论参考。

由于影响离心泵密封失效的因素多且存在模糊不确定性,基于模糊理论,应用AHP建立离心泵密封失效的评价模型,确定了离心泵机械密封失效的评价指标体系,对某单位离心泵机械密封失效情况进行实际评价得到综合评价结果,确定失效等级。研究结果为提高离心泵使用寿命提供了理论依据,有助于提高维修人员对密封失效状况的判断能力。

提出了一种新的转子型线,以余弦函数曲线作为转子型线,并给出转子型线的极坐标方程和直角坐标方程。运用理论推导出非接触式余弦转子泵运输流体过程中产生的液压力,进一步提出减小液压力的措施,提高转子泵使用寿命。结合FLUENT对余弦转子泵进行数值模拟,验证理论分析的正确性。数值模拟结果表明较大的进出口压差导致转子间隙处回流速度增大,效率降低。

液压套管动力钳是油田套管上、卸扣的重要井口工具。文中提出对新设计的液压套管动力钳的齿轮传动系统进行了强度校核,针对齿轮传动系统的不同的运动状态将三维模型导入Workbench中进行了力学仿真分析。对套管钳的齿轮传动系统进行了动力学仿真分析,在Solidworks和ADAMS软件中分别实现了对套管钳齿轮传动系统的建模、装配以及对齿轮传动系统的动力学分析。经过仿真分析得到套管钳齿轮传动系统的结构强度满足使用要求以及齿轮传动系统运行平稳的结论,同时仿真分析为新型套管钳的传动系统的设计提供了有价值的仿真模拟依据。

针对外啮合齿轮泵齿轮轴变形、轴承磨损严重的问题,根据齿轮全齿廓曲线在液压场中不同区域的受力情况及齿轮所受液压径向力随转角的变化,基于Matlab软件的自适应Gauss-Kronrod公式对齿轮受力进行数值积分,得到齿轮所受液压径向力的精确计算值。与现有文献上的计算方法相比,本文的计算结果更接近于实际,可为解决外啮合齿轮泵的径向力、提高齿轮泵的寿命提供参考。