齿轮油泵毕业设计

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宣城职业技术学院毕业设计齿轮油泵———基于Pro/E的齿轮油泵的设计倪欢班级10数控专业数控技术学号201051052教学系汽车工程系指导老师赵庆荣完成时间2012年10月15日至2013年6月15日27 目录一、前言1二、齿轮油泵Pro/ENGINEER总装造型1三、其他零件Pro/ENGINEER造型设计1（一）齿轮的计算1（二）参数的设置1四、齿轮油泵各组成零件的选材分析1（一）材料的选择原则1（二）材料的选择方法1五、产品重要零件AutoCAD绘图1(一)零件视图的选择1(二)主动轴的尺寸分析1（三）表面粗糙度的选定1（四）公差与配合的选择1六、齿轮油泵装配图1（一）装配图的内容1（二）画装配图的一般步骤1（三）装配图的尺寸标注1（四）测绘总结1七、齿轮油泵故障举例1（一）油泵内部零件磨损1（二）油泵壳体的磨损1（三）油封磨损，胶封老化1（四）机油泵供油量不足或无油压1八、齿轮油泵的维修1（一）主动轴与衬套磨损后的修复1（二）润滑油泵壳体的修理壳体裂纹的修理1（三）主动轴衬套孔与从动轴孔磨损的修理1（四）泵壳内腔的修理1（五）泵盖的修理1设计小结1致谢1参考文献：127 基于Pro/E的齿轮油泵的设计摘要：本课题是依据齿轮油泵的装配图为基础进行完善设计，应用PRO/E4.0进行了总体造型和部分零件的造型测绘及分析，以及使用Autocad2007进行了两个重要齿轮油泵组成零件的绘制，完成了齿轮油泵重要零件的设计，绘制出齿轮油泵的零件图。并对齿轮油泵材料的选择、齿轮的计算、公差配合、粗糙度及其技术条件与原则综合分析。对机械零部件的绘制进行了详细的测绘和说明。关键词：测绘分析零件设计齿轮计算装配图零件图一、前言进入信息时代的今天，齿轮油泵的设计人员早已经利用计算机技术来进行产品的开发设计（如CAD的利用）大大提高了设计本身的速度，缩短了齿轮油泵技术设计的周期。而在生产为主的制造当中，以数控技术CAM为代表的制造技术业已深人到泵的生产当中。齿轮油泵主要用于各种机械设备中的润滑系统中输送润滑油，适用于输送粘度为5×10-6～1.5×10-3m2/s(5-1500cSt)，温度在300℃以下的具有润滑性的油料。不锈钢齿轮泵，可输送无润滑性的油料、饮料、低腐蚀性的液体。配用铜齿轮可输送低内点液体，如汽油、苯等。本系列不锈钢泵除配置普通电机外，还可根据用户需要配置同规格的防爆电机。齿轮油泵适用范围在输油系统中可用作传输、增压泵；在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵；在一切工业领域中，均可作润滑油泵用。齿轮油泵内在特性的提升与追求外在特性。所谓齿轮油泵的内在特性是指包括产品性能、零部件质量、整机装配质量、外观质量等在内的产品固有特性，或者简称之为品质。而泵在实际当中所处的运行点或运行特征，我们称之为泵的外在特性或系统特性。课题选择动机：当今社会需要具有与本专业相适应的文化素质和职业道德及开拓创新精神的应用型人才，掌握本专业的技术知识。通过毕业综合实践培养学生综合应用理论知识解决实际问题的能力。本课题通过对齿轮油泵的零件设计及造型，综合应用机械制图、机械制造、工程材料等课程理论，使我们了解机械产品的造型设计过程,巩固Pro/ENGINEER与AutoCAD的应用，掌握零件图、装配图的绘图的国家标准并能读懂图纸，有利于知识的巩固，为今后复杂的零件设计打下一定的基础。在原有的课堂学习的基础上更深一层次的了解本专业的知识，扩充知识面。27 二、齿轮油泵Pro/ENGINEER总装造型图1齿轮油泵总装造型图如图1所示为本设计齿轮油泵装配完成后的外部观察图，从图中我们可以看出底部有两个通孔，用于将齿轮油泵的泵体固定在某处固定板上，左右也为两个通孔，此孔是用于连接输送管而设计，用于输送润滑油。前端为一个主动轴，用于连接动力来源。图2齿轮油泵总装爆炸图如图2所示为本设计齿轮油泵的总装爆炸图，从中我们可以看出一个完整的齿轮油泵是由压紧螺母、压盖、填料、螺钉、垫片、传动齿轮轴、泵盖、主动齿轮轴、泵体这九个零部件组成。本产品设计的齿轮油泵的特点及应用：（1）结构紧凑，使用和保养方便。（2）具有良好的自吸性，故每次开启装置前无需灌入液体。（3）润滑是靠输送的液体而自动达到的，所以不需要另外添加润滑剂。齿轮油泵广泛应用于石油、化工、船舶、电力、粮油、食品、医疗、建材、冶金及国家防御科研等行业。齿轮油泵适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性、温度不高于150℃27 、粘度为5-1500cst的润滑油或性质类似润滑油的其他液体。试用各类在常温下有凝固性及高寒地区室外安装和工艺过程中要求高温的场合。下面简单介绍一下本设计齿轮油泵的工作原理图3齿轮油泵工作原理图图4齿轮油泵工作原理图如图3、图4所示中能直接明了的表达出齿轮油泵的工作原理。齿轮油泵是依靠一对齿轮的传动把油升压的一种装配，泵体1内有一对齿轮，轴齿轮4是主动轮，轴齿轮8是被动轮。动力从主动轮输入，从而带动被动轮一起旋转，转动方向参见下图。转动时齿轮啮合区的左方形成局部真空，压力降低将油吸入泵中，齿轮继续转动，吸入的油沿着泵体内壁被输送到啮合处的右方，压力升高，从而把高压油输往需要润滑的部位。为使油泵不漏油，泵体和泵盖结合处有密封垫片9（垫片形状与泵体、泵盖结合面相同），主动轴齿轮伸出的一端处填料压盖防漏装置，由填料5、填料压盖7、压紧螺母6组成。泵体与泵盖之间用螺钉10连接，为保证相对位置的准确，用定位销3定位。拆装顺序：泵体---主动轴和被动轴---垫片、泵体—定位销—螺钉---填料---压紧螺母图5齿轮油泵装配示意图27 三、其他零件Pro/ENGINEER造型设计（一）齿轮的计算如图6所示对于齿轮的绘制设计，我运用了Pro/E独特的参数化建模，Pro/E系统最典型的特点是参数化，体现参数化除使用尺寸作为参数控制模型外，还在尺寸间建立数学关系式，使它们保持相对的大小、位置或约束条件。参数是Pro/E系统中用于控制模型形态而建立的一系列通过关系相互联系在一起的符号。图6传动齿轮轴（二）参数的设置在菜单栏中选择【工具】→【参数】命令，打开【参数】对话框，就可以进行用户参数的设置。如图7所示。图7参数设置对话框点击按钮可以添加新的参数。点击按钮可以删除已添加的参数。参数属性的设置：1、名称：定义的参数名必须以字母开头，不能使用d#、kd#、rd#、tm#、tp#或tpm#、PI、G等作为参数名，因为系统需要保留它们和尺寸一起使用，参数名不能包含非字母数字数字字符，如！、@、#、$等。建议使用具有一定含义的参数名称。27 2、类型：用鼠标单击需要修改的参数对应的“类型”框，可以选择设置参数的类型，可以选择的参数的类型有整数、实数、字符串、是否四种。3、值：用鼠标单击需要修改的参数所对应的“数值”框，可以修改参数的值。4、指定：可指定所选系统和用户参数作为Pro/INTRALINK的属性使用。5、访问：定义对参数的访问如下：（1)完整：完整访问参数在参数中创建的用户定义的参数。可在任何地方修改它们。（2)限制：限制的访问参数不能由关系修改。可通过“族表”和Pro/PROGRAM修改限制的访问参数。（3)锁定：锁住访问意味着参数由外部应用程序（数据管理系统、分析特征、关系、Pro/PROGRAM或族表）创建。被锁住的参数只能从外部应用程序内进行修改。6、源：指示创建参数的位置或其受驱动的位置，反映了参数的来源，如由用户定义产生、由关系创建等。7、说明：提供参数的说明。8、受限制的：指示其属性由外部文件定义的受限制值参数。9、单位：从单位列表中选取定义参数的单位。注意：单位只能为参数类型“实型”定义，并且仅在创建参数时定义。10、参数和模型尺寸的关联：尺寸参数和模型尺寸可以通过关系式联系在一起，从而可用于控制对模型修改的效果。方法：选择【工具】→【关系】命令，就可以打开【关系】对话框，进行参数之间关系的设置。图8关系对话框1、关系式的类型（1）等式关系式27 通常用于给尺寸参数或自定义参数等参数赋值。例如：d=4.75，是简单赋值；d5=d2*(SQRT(d7/5.0+d0))，是比较复杂的赋值。（2）不等式关系式通常用作一个约束或用于逻辑分支的条件语句中。例如：（d1+d2>d3+d4），是作为约束；IF(d0+2)>=d2，是用于条件语句中。图9关系式中使用的数学函数图10关系式中使用的运算符操作步骤讲解：步骤一：新建零件模型文件。步骤二：定义参数。如图11所示。在【参数】对话框，依次添加定义M（模数）、Z（齿数）、ALPHA（压力角）、HAX（齿顶高系数）、CX（顶隙系数）、X（变位系数）、B（齿宽）、RANG和CANG，九个参数。图11参数对话框图12创建的基准特性27 步骤三：创建基准特征。如图12所示。打开【关系】对话框。输入如图13中的关系式：图13创建的关系式步骤四：建立渐开线。如图15所示。采用从方程的方式创建渐开线基准曲线。如图14所示。图14渐开线方程图15创建的渐开线Pro/ENGINEER渐开线齿轮的方程式渐开线的方程：r=1ang=360*ts=2*pi*r*tx0=s*cos(ang)y0=s*sin(ang)x=x0+s*sin(ang)y=y0-s*cos(ang)z=01、笛卡尔坐标下的渐开线参数方程笛卡尔坐标系下的渐开线参数方程如下（设压力角afa由0到60度，基圆半径为10）：afa=60*tx=10*cos(afa)+pi*10*afa/180*sin(afa)y=10*sin(afa)-pi*10*afa/180*cos(afa)z=02、圆柱坐标下的渐开线参数方程圆柱坐标系下的渐开线参数方程如下（设基圆半径为10，压力角afa从0到60度）：27 afa=60*tr=(10^2+(pi*10*afa/180)^2)^0.5theta=afa-atan((pi*10*afa/180)/10)z=0步骤五：创建基准点在分度圆基准曲线与渐开线基准曲线的交点处创建一个基准点。如图16所示。图16创建的基准点图17创建的DTM1和DTM2基准平面步骤六：创建DTM1基准平面通过轴线A-1和基准点PNT0创建平面。如图17所示。步骤七：创建DTM2基准平面通过绕轴线A_1旋转的方式将DTM1旋转RANG个角度创建DTM2基准平面，并添加RANG作为特征关系。步骤八：镜像渐开线。步骤九：创建实体特征采用拉伸的方式创建实体，将拉伸的高度与齿宽B关联起来。图18镜像的渐开线图19拉伸的实体特征步骤十：倒角在圆柱体的上下边棱处创建1.5×45º的倒角。步骤十一：创建单个齿槽通过去材料的方式创建一个齿槽。图20齿槽轮廓图21创建的单个齿槽步骤十二：阵列齿槽通过轴阵列的方式创建其它齿，并将齿轮的齿数与参数Z通过关系式联系起来。步骤十三：隐藏建立的曲线。27 图22阵列创建的齿轮图23隐藏基准曲线后的齿轮步骤十四：参数化程序的建立打开程序编辑文本框，在“INPUT”和“ENDINPUT”之间输入以下语句：ZNUMBER"输入齿轮的齿数(z>0)："MNUMBER"输入齿轮的模数(m>0)："BNUMBER"输入齿轮的齿宽(B>0)："HAXNUMBER"输入齿轮的齿顶高系数(ha*>0)："CXNUMBER"输入齿轮的顶隙系数(C*>0)："ALPHANUMBER"输入齿轮的压力角(α>0)："XNUMBER"输入齿轮的变位系数："图24建立的参数化程序图25填料齿轮油泵其他零件还有填料，如图25所示。27 齿轮油泵轴端密封设计为两种形式，一种为机械密封，一种是填料密封，可根据具体使用情况和用户要求确定。图26齿轮油泵泵体泵体的加工技术要求非常简单，只要铸件进行了时效处理，表面没有出现铸造缺陷即可，在正常工作中与零部件很好的衔接，做到密封性能良好即可。图27齿轮油泵泵盖泵盖的加工技术要求于泵体基本相似。图28垫片图29螺钉--标准件27 图30螺帽图31销图32压盖图33主动轴四、齿轮油泵各组成零件的选材分析（一）材料的选择原则1、材料的力学性能：材料性能应满足零件的工作需求，尽量使零件经久耐用，安全可靠。为此，必须根据零件的功用、受力状况、工作环境等，分析零件失效的形式与原因来确定材料抵抗失效应力具备的重要性能，根据主要性能来选择材料。2、材料的工艺性：材料工艺性指的的是零件在制作过程中，材料适应冷、热加工工的性能包括：铸造性--锻造性--焊接性--切削加工性--热处理工艺性。3、材料的经济性：在满足使用性能要求的前提下，应尽量采用便宜的材料，把零件的总成本降低到最低，以获得最大的经济利益。（二）材料的选择方法1、以综合力学性能为主时的选材。在机器制造业中，相当的机械零件，如轴类，杆类。工作时受到不同程度的载荷和工作环境的制约，要求零件具有较高的强度和良好的塑性。因此根据零件的受力情况的大小，选用中碳钢或者合金钢材料（如45号钢、40Cr钢等），并进行正火或者调质处理满足使用需求。零件受力越大，零件选用的材料的综合力学性能也应越高。27 2、以疲劳强度为主时的选材。交变载荷作用下的零件容易出现疲劳破坏，同时应力集中也是导致零件疲劳破坏的重要零件，如发动机的曲轴、轴承、齿轮等零件，应选用疲劳强度高的材料制作，并合理设计结构形状，制定正确的加工工艺来减少应力集中。3、以磨损为主时的选材。在工作条件下，磨损较大，受力小的零件，如各种量具，钻套等，选用高碳钢或者高碳合金钢，进行淬火，低温回火来获得高硬度的回火马氏体组织，满足耐磨需求。同时承受磨损和交变应力的零件，应选合适表面淬火、渗碳或者氮化后的钢材进行热处理。表1钢材料分类名称牌号应用举例说明碳素结构钢Q215AB金属结构件、拉杆、套圈、铆钉、短轴、心轴、凸轮、垫圈，渗碳零件及焊接件等。“Q”为碳素结构钢屈服点“屈”字的首位拼音字数，后面的数字表示屈服点数值，如Q235A表示碳素结构钢屈服点为235Mpa。屈服点是表征材料受力后改变与未改变原有力学性能的临界点。Q235ABCD金属结构件，心部强度要求不高的渗碳零件，吊钩、拉杆、套圈、汽缸、齿轮、螺栓、螺母、连杆、轮轴、偰、盖及焊接件。Q275轴、刹车杆、螺栓、螺母、连杆、齿轮以及其他强度较高的零件。优质碳素结构钢08F1020303540455060可塑性好的零件，如管子、垫片、渗碳件、、拉杆、卡头、紧固件、冲模锻件、轴套、钩、螺钉、连接器、连杆、横梁、摇杆、键、销、螺栓齿轮、齿条、凸轮、曲柄轴齿轮、联轴器、衬套、轮轴、偏心轮、轮圈、弹簧等。牌号中的两位数字表示平均含碳量，45号钢即表示平均含碳量为0.45%，平均含碳量≤0.25%的为低碳钢；平均含碳量在0.25%～0.6%之间的为中碳钢;含碳量质量分数大于0.6%的为高碳钢；在牌号后面加符号“F”表示沸腾钢。30Mn40Mn50Mn螺栓、杠杆、制动板、用于承受疲劳载荷零件：轴、曲轴、万向联轴器、用于高负荷下耐磨的热处理零件，如齿轮、发条等。锰的质量分数较高的钢，须加注化学元素符号“Mn”。合金结构钢铬钢15Cr20Cr30Cr40Cr渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器、较重要的渗碳零件的重要的调质零件（如轮轴、齿轮、螺栓）较重要的调质零件（如齿轮、进气阀、轴、）强度及耐磨性高的轴、齿轮、螺栓等。钢中加入了一定的合金元素，提高了钢的力学性能和耐磨性，也提高了钢在热处理时的淬透性，保证金属能在较大截面上获得良好的力学性能。27 铬锰18CrMnTi钛钢30CrMnTi40CrMnTi汽车上的重要渗碳件，如齿轮汽车、拖拉机上强度特高的渗碳齿轮强度高、耐磨性高的大齿轮、主轴。铸造碳钢ZG230-450ZG310-570铸造平坦的零件，如机座、机盖、机体、工作温度在450℃下的管路附件等，各种形状的机件，如齿轮、齿圈、重负荷机架。ZG230-450表示工程用铸钢，屈服点为230MPa抗拉强度450Mpa。表2灰铸铁材料名称牌号特性和用途说明灰铸铁HT100外罩，手把，手轮，底板等形状简单，对强度无要求的零件，铸造应力小，不用人工时效处理，减震性优良，铸造性能好。HT”为“灰铁”的汉语拼音的首位字母，后面的数字表示抗压强度（Mpa）,如HT250表示抗拉强度为250N/m㎡的灰铸铁。HT150用于强度要求不高的一般铸件，如端盖、轴承座、阀壳、管子及管路附件，手轮。不用人工时效处理，减震性优良，铸造性能好。HT200用于强度、耐磨性要求较高的零件，如汽缸、齿轮、底架、机体、飞轮、齿条。有较好的耐热性和减震性，铸造性较好，需进行人工时效处理。HT250基本性能同HT200，但强度较高，用于阀壳、汽缸、联轴体、机体、齿轮、齿轮箱外壳、轴承座。综上所述及从表1、表2中我们可以看出，轮轴类零件应选择高强度耐磨材料，因此可选择45号钢作为材料。而压紧螺母、填料压盖及垫圈可选择不耐磨的心部强度要求不高的材料Q235。由于泵体于泵盖只起到了固定其他零件及容纳液体的作用，因此使用HT200灰铸铁比较合适。所以做出以下表3中各齿轮油泵零部件的材料的选择。表3零件材料匹配表零件名称材 料泵体HT200泵盖HT200主动出轮轴45传动齿轮轴45压紧螺母Q235填料压盖Q235垫圈Q23527 填料石棉绳五、产品重要零件AutoCAD绘图图34主动轴Autocad平面图主动齿轮轴是轴类零件，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等，本设计产品中的轴属于阶梯轴。主动轴的结构设计是确定主动轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由主动轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，主动轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对主动轴的变形等因素有关。可根据主动轴的具体要求进行设计，以下是一般轴类零件结构设计原则：1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状。2、易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整。3、采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施。4、便于加工制造和保证精度。27 (一)零件视图的选择1、主视图选择零件的主视图要尽可能把零件各部分的主要结构反映出来，轴基本上是圆柱体，因此轴的主视图应选用垂直于圆柱轴线的方向作为投影方向，这样既可把各段圆柱部分的相对位置和形状大小表示清楚，并且也反映出轴的轴肩、倒角、圆角等工艺结构。2、其他视图选择由于轴的各段圆柱可以用尺寸Φ来表示，因此不必画出其左视图或右视图。根据轴类零件的结构特点，其表达方法可归纳如下：（1）轴线水平，以轴类零件的非圆视图为主视图，平键槽朝前。（2）用移出断面、局部剖面、局部视图表示各类工艺结构。（3）对尚未表达清楚的局部形状和细小结构可使用局部视图或者局部放大图。（4）能采用省略、简化画法表达的要尽量采用。(二)主动轴的尺寸分析零件在设计、制造和检验时，计量尺寸的起点为尺寸基准。根据基准的作用不同，分为设计基准、工艺基准、测量基准等。设计基准：设计时确定零件表面在机器中位置所依据的点、线、面。工艺基准：加工制造时，确定零件在机床或夹具中位置所依据的点、线、面。测量基准：测量某些尺寸时，确定零件在量具中位置所依据的点、线、面。1、主要的径向尺寸和标准如图34所示，左端尺寸为Φ12的一段圆柱，距左端面18mm处有一销孔于圆柱销配合，右端尺寸为Φ10的圆柱，右端面有一长32mm的键槽于固定键配合。直径要求在轴线上，因此设计基准就是轴线。2、轴向主要尺寸和标准如图34，设计时选用主动轴底端为轴向尺寸的设计基准。（三）表面粗糙度的选定表面粗糙度是表征零件表面在加工后形成的由较小间距的峰谷组成的微观几何形状特征的。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度参数值的大小对零件的使用性能和寿命都有直接影响。查表4，主动轴于泵体泵盖配合的表面精度要求较高，表面粗糙度选用Ra1.6,与圆柱销配合表面的粗糙度选Ra3.2。27 表4表面粗糙度表面粗糙度Ra∕m表面形状特征加工方法应用举例12.5可加加工痕迹车、刨、镗、钻、平铣、磨半精加工表面。不重要零件的非配合表面，如支柱、轴、支架、外壳、紧固件的自由表面，如螺栓、螺钉。不要求定心及配合特性的表面如钻头钻的螺栓孔等表面固定支承表面。6.3微见加工痕迹车、刨、镗、钻、平铣、磨、拉半精加工表面。和其他零件连接而不是配合表面，如外壳、底座盖、端面，要求有定心及配合特性的固定支承表面，如定心的轴肩。不重要的紧固螺纹的表面。3.2看不见的加工痕迹车、刨、镗、钻、平铣、磨、拉、滚压、接近于精加工、要求定心要求有定心及配合特性的固定支承表面，如衬套、轴套。不要求定心及配合特性的活动支承表面，如活动关节、花键结合等。1.6可辨加工痕迹的方向车、镗、拉、磨、立、铣、铰、刮要求保证定心及配合特性的表面，如锥形销和圆柱销的表面、普通与6级精度的球轴承的配合面、中速转动的轴承、静连接IT7公差等级的孔，不要求保证定心及配合特性的固定支承表面，如支承热圈、齿套叉形件。（四）公差与配合的选择1、配合制的确定：配合是表述两个零件间接触紧密程度的相关术语，通常用来表征孔和轴之间的相互结合关系。孔和轴之间的配合有三种情况：间隙配合、过盈配合、和过渡配合。通过对千斤顶的结构研究可知，螺套和底座之间存在着配合关系，其他零件间不存在配合关系。螺套与底座之间的配合可依据一下因素来选择：两零件之间不存在相对运动；两零件是维修时必须拆卸的零件；两零件用螺钉固定。若采用间隙配合，千斤顶在工作时会使螺套与底座间的相对运动，容易使零件因磨损和受力不均而产生机械损伤，影响使用寿命；若采用过盈配合，拆卸和装备都比较困难。因此，采用过渡配合。2、基准制的选择：选择基准制时，应从结构、工艺、经济等方面来综合考虑。国家标准规定了两种基准制：（1）基孔制：27 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度成为基孔制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将孔的公差带的位置固定，通过变动轴的公差带位置，得到各种不同的配合。基孔制的孔称为基准孔。国家标准规定基准孔的下偏差为0，“H”为基准孔的基本偏差。（2）基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度称为基轴制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将轴的公差带位置固定，通过变动孔的公差带位置，得到各种不同的配合基轴制的轴称为基准轴。国家标准规定基准轴的上偏差为0，“h”为基轴制的基本偏差。一般情况下，应优先采用基孔制。这样可以限制定值刀具.量具的规格数量。基轴制通常仅用于具有明显经济效果的场合和结构设计要求不适合采用基孔制的场合。根据零件图分析两零件均为非标准件，都需要特别加工。同时轴的外径不存在和其他零件的配合关系，故选用基孔制配合。3、公差等级选择：零件加工时的允许偏差由国家标准GB/T180规定，称为尺寸公差或差。公差等级选择的原则是在满足使用要求的前提下，尽量选用低公差等级，以利于加工和降低成本。公差等级可采用类比法选择或者计算法确定。齿轮油泵不属于精密零件，属于一般性的机械设备，两零件的配合属于一般精密配合，公差等级可考虑IT6～IT7，鉴于IT6的加工要求较高，通常不能用车床加工完成，加工成本较高，故应选用IT7。当零件尺寸为50～80mm时，公差等级为IT7时，标准公差为30m。4、配合选择我们已经选定为过渡配合，基孔制。故初步选定配合为H7/k6。5、验算H7的公差范围为0～+30，k6的公差范围为+21～+2。由此可得出一下结果。最大过盈：+21(0+21=21)<30最小过盈：+2(0+2+2)最大间隙：+28(30-2=28)<30最小间隙：+9(30-21=9)结论：H7k6的选择是符合要求的。6、主动轴零件的工艺结构分析（1）零件的结构工艺性，是指零件所具有的的结构是否便于制造，装配和拆卸。它是评价零件结构设计优劣的重要指标。零件应尽量避免尖角、棱角、零件的尖角、棱角处容易产生过热、应力集中，导致裂纹产生。在设计零件时应将其设计为圆角或倒角。如图34中的倒角C2。27 （2）零件截面厚度应力求均匀，零件截面尺寸差别较大时，容易造成冷却速度和组织转变不一致，产生很大的应力，导致较大的变形或开裂。设计零件结构时，尽量使其各部分厚度均匀一致，如变盲孔为通孔，厚大部位应尽量减薄，在大截面处开工艺孔，合理安排零件上孔洞位置。如图34中Φ4的通孔。（3）零件的形状应尽量对称和封闭。零件的几何形状不对称易造成淬火时冷却速度不同，应力分布不均匀而产生变形，因此应将零件形状对称设计。7、零件的热处理金属零件的热处理主要指钢的热处理。钢的热处理是将固态钢加热到一定温度，保温一定时间，再将介质中以一定的速度冷却的一种工艺过程。与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。钢经过热处理后，可以改善其机械性能、力学性能及工艺性能，提高零件的使用寿命。热处理方法很多，常用的有：退火、正火、淬火、回火、调质等。（1）退火：是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，为进一步淬火作组织准备。（2）正火：是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。（3）淬火：是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。（4）回火：为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650摄氏度的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。（5）调质：调质就是淬火加高温回火，硬度在HBS210~250左右，改善力学性能,可以承受较大载荷。轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴形状及可能引起的热处理缺陷。可用45、45Cr,调质,HB220-250,50Mn,正火或调质HRC28-35。主动轴的热处理选用调质HB220～240C，可以使主动轴获得高的韧性和足够的强度来满足工作需要。27 8、齿轮油泵其他零件测绘及分析（1）零件的测量机械工业的发展离不开技术检测技术及其发展。在生产和科学实验中，为了保证机械零件的互换性和几何精度，经常需对完工零件的几何加以检验或测量，以判断它们是否符合设计要求。①测量的概念：测量是指为确定被测量零件的量值而进行的实验过程，其实质就是将被测量与作为计量单位的标准量进行比较，从而确定两者比值的过程。测量包括测量对象、计量单位、测量方法、测量精度。②测量的工具：测量工具简称量具，是专门用来测量两件尺寸、检验零件形状或安装位置的工具。在零部件测绘中，常用的量具可分为游标类量具：如游标卡尺、深度游标卡尺、高度游标卡尺等。螺旋式量具：如外径千分尺、内径千分尺、公法线千分尺、深度千分尺等。机械式量仪：如百分表、千分表等。标准量具等：如量块、角度量块和多面棱体、螺纹样板等。③测量方法广义的测量方法是指测量时所采用的测量原理、计量器具和测量条件的综合，但在实际工作中，测量方法一般是指获得测量结果的具体方式。按实测量值是否为被测量值分类可分为：直接测量，间接测量。按示值是否为被测量值的量值分类可分为：绝对测量，相对测量。按测量时被测表面与计量器具的侧头是否接触分类可分为：接触测量，非接触测量。按工件上是否有多个被测量分类可分为：单项测量，综合测量。按测量在加工过程中所起的作用分类可分为：主动测量，被动测量。9、零件的测绘方法和步骤（l）了解分拆零件27 首先要了解零件的名称、制造零件的材料、用途及零件在机器中的位置和装配要求，分析零件各表面的作用，然后再对零件的结构进行分析，设想出加工该零件的方法。这步做得好，将为确定视图表达方案，尺寸基准的选择，合理地标注尺寸以及正确制定技术要求等，创造良好的前提。（2）拆卸零件对零部件有了完整、清晰、正确的了解后，首先要对被测部件进行拆卸。在拆卸过程中，要弄清各零件的名称、作用和结构特点，对拆下的每一个零件都要惊醒编号、分类和登记。（3）确定视图表达方案根据零件的结构特点，按照视图选择的原则，首先确定主视图的投影方向，然后再根据零件结构形状的复杂程度；选取其它视图、剖视、剖面以及其它表达方法，把该零件的内、外部的结构形状完整、清晰、简便地表示出来。（4）画零件草图当视图表达方案确定以后，即可根据实物，凭目测比例，徒手或用工具配合在白纸或在方格纸上画出表达该零件的各个视图。由于零件的草图是画零件工作图的依据，必要时还可以根据零件草图直接加工零件。所以，零件草图必须具备零件图的所有内容，否则会给绘制零件工作图带来不必要的麻烦。（5）根据零件草图绘制零件工作图在绘制零件工作图之前，必须首先对零件草图进行认真的审查，看看视图表达、尺寸标注是否完整、清晰、合埋，技术要求是否齐全正确，如果发观问题要及时进行必要的修改、补充，然后才能开始绘制零件工作图。（6）测量零件尺寸绘制零件草图与测量零件尺寸不是同时完成的，测量工作要在零件草图绘制完成后统一进行。测量时应对应每一个零件的每一个尺寸进行测量，将所得到的尺寸和相关数据标注在草图上。27 图35泵盖Autocad平面图六、齿轮油泵装配图图36齿轮油泵AutoCAD装配图如图36所示，装配图是用来表达机器或部件的图样。装配图是了解机器结构、分析机器工作原理和功能的技术文件，也是制订装配工艺规程，进行机器装配、检验、安装和维修的技术依据。装配图不仅是表达部件的工作原理、装配关系、配合尺寸、主要零件的结构形状和技术要求的工程技术文件，也是检查零件草图中的零件结构是否合理、尺寸是否准确的依据。（一）装配图的内容1、一组视图：用来表达机器或部件的工作原理，零件间的装配关系，连接方式及主要零件的结构形状等本图是采取了主视图和左视图来表达的。2、必要的尺寸：标注出与机器或部件的性能，规格，装配和安装有关的尺寸。3、技术要求：用符号，代号或文字说明装配体在装配，安装，调试等方面应达到的技术指标。4、标题栏、零件序号及明细栏：明细栏紧靠标题栏上方画出，是装配图中全部零件的详细目录，其内容包括：零件序号、代号、名称、数量、材料。明细栏中的零件序号由下往上填写，若上方位置不够，可移一部分紧接标题栏左方继续填写。27 （二）画装配图的一般步骤1、根据确定的表达方案，部件的大小，视图的数量，选取适当的绘图比例和图幅。画出各视图的主要基准线，如底平面、轴线、中心线等。2、围绕主要装配干线由里向外，逐个画出零件的图形。一般从主视图入手，兼顾各视图的投影关系，几个基本视图结合起来进行绘制。先画主要零件，后画次要零件；先画大体轮廓，后画局部细节；先画可见轮廓，被遮部分可不画出。3、校核、描深、画剖面线。4、标注尺寸、编排序号。5、填写技术要求、明细栏、标题栏，完成作图。（三）装配图的尺寸标注装配图上标注尺寸与零件图标注尺寸的目的不同，因为装配图不是零件的直接依据，所以在装配图中不需标注零件的全部尺寸，而只需注出下列几种必要的尺寸。1、规格尺寸：表示机器，部件规格或性能的尺寸，是设计和选用部件的主要依据。2、装配尺寸：表示零件之间装配关系的尺寸，如配合尺寸和重要相对位置尺寸。3、安装尺寸：表示将部件安装到机器上或将整机安装到基座上所需的尺寸。4、外形尺寸：表示机器或部件的外形轮廓的大小，即总长，总宽和总高的尺寸。为包装、运输安装所需的空间大小提供依据。除上述尺寸外，有时还要标注其他重要尺寸，如运动零件的极限位置尺寸，主要零件的重要结构尺寸等。（四）测绘总结测绘工作完成以后，要对在零部件测绘过程中所学到的测绘知识、技能及学习体会、收获以书面形式写出总结报告。以上所述为零件测绘的一般方法步骤，这些方法和步骤都不是绝对的，要根据不同零件的结构特点作具体的分析。也可根据个人习惯拟出合适的表达方案和作图步骤。七、齿轮油泵故障举例发动机在其使用过程中齿轮油泵容易出现以下故障：（一）油泵内部零件磨损27 油泵内部零件磨损会造成内漏。其中浮动轴套与齿轮端面之间泄漏面积大，是造成内漏的主要部位。这部分漏损量占全部内漏的50%~70%左右。磨损内漏的齿轮泵其容积效率下降，油泵输出功率大大低于输入功率。其损耗全部转变为热能，因此会引起油泵过热。若将结合平面压紧，因工作时浮动轴套会有少量运动而造成磨损，结果使农具提升缓慢或不能提升，这样的浮动轴套必须更换或修理。（二）油泵壳体的磨损主要是浮动轴套孔的磨损（齿轮轴与轴套的正常间隙是0.09~0.175mm，最大不得超过0.20mm）。齿轮工作受压力油的作用，齿轮尖部靠近油泵壳体，磨损泵体的低压腔部分。另一种磨损是壳体内工作面成圆周似的磨损，这种磨损主要是添加的油液不净所致，所以必须添加没有杂质的油液。（三）油封磨损，胶封老化卸荷片的橡胶油封老化变质，失去弹性，对高压油腔和低压油腔失去了密封隔离作用，会产生高压油腔的油压往低压油腔，称为“内漏”，它降低了油泵的工作压力和流量。CB46齿轮泵它的正常工作压力为100~110kg/平方厘米，正常输油量是46L/min，标准的卸荷片橡胶油封是57×43。自紧油封是PG25×42×10的骨架式油封，它的损坏或年久失效，空气便从油封与主轴轴颈之间的缝隙或从进油口接盘与油泵壳体结合处被吸入油泵，经回油管进入油箱，在油箱中产生大量气泡。会造成油箱中的油液减少，发动机油底槽中油液增多现象，使农具提升缓慢或不能提升。必须更换油封才可排除故障。（四）机油泵供油量不足或无油压现象：工作装置提升缓慢，提升时发抖或不能提升；油箱或油管内有气泡；提升时液压系统发出“唧、唧”声音；拖拉机刚启动时工作装置能提升，工作一段时间油温升高后，则提升缓慢或不能提升；轻负荷时能提升，重负荷时不能提升。故障原因：（1）液压油箱油面过低；（2）没按季节使用液压油；（3）进油管被脏物严重堵塞；（4）油泵主动齿轮油封损坏，空气进入液压系统；（5）油泵进、出油口接头或弯接头“O”形密封圈损坏，弯接头的紧固螺栓或进、出油管螺母未上紧，空气进入液压系统；（6）油泵内漏，密封圈老化；（7）油泵端面或主、从动齿轮轴套端面磨损或刮伤，两轴套端面不平度超差；（8）油泵内部零件装配错误造成内漏；（9）“左旋”装“右旋”油泵，造成冲坏骨架油封；（10）液压油过脏。八、齿轮油泵的维修（一）主动轴与衬套磨损后的修复27 齿轮泵主动轴与衬套磨损后，其配合间隙增大，必将影响泵油量。遇此，可采用修主动轴或衬套的方法恢复其正常的配合间隙。若主动轴磨损轻微，只需压出旧衬套后换上标准尺寸的衬套，配合间隙便可恢复到允许范围。若主动轴与衬套磨损严重且配合间隙严重超标时，不仅要更换衬套，而且主动轴也应用镀铬或振动堆焊法将其直径加大，然后再磨削到标准尺寸，恢复与衬套的配合要求。（二）润滑油泵壳体的修理壳体裂纹的修理壳体裂纹可用铸508镍铜焊条焊补。焊缝须紧密而元气孔，与泵盖结合面平面度误差不大于0.05毫米。（三）主动轴衬套孔与从动轴孔磨损的修理主动轴衬套孔磨损后，可用铰削方法消除磨损痕迹，然后配用加大至相应尺寸的衬套。从动轴孔磨损也以铰削法消除磨损痕迹，然后按铰削后孔的实际尺寸配制从动轴。（四）泵壳内腔的修理泵壳内腔磨损后，一般采取内腔镶套法修复，即将内腔搪大后镶配铸铁或钢衬套。镶套后，将内腔搪5、阀座的修理：限压阀有球形阀和柱塞式阀两种。球形阀座磨损后，可将一钢球放在阀座上，然后用金属棒轻轻敲击钢球，直到球阀与阀座密合为止。如阀座磨损严重，可先铰削除去磨痕，再用上法使之密合。柱塞式阀座磨损后，可放入少许气门砂进行研磨，直到密合为止。（五）泵盖的修理工作平面的修理：若泵盖工作平面磨损较小，可用手工研磨法消除磨损痕迹，即在平台上放少许气门砂，然后将泵盖放在上面进行研磨，直到磨损痕迹消除，工作表面平整为止。当泵盖工作平面磨损深度超过0．1毫米时，应采取先车削后研磨的办法修复。齿轮泵设备地维护保养：通过擦拭,清扫,润滑,调整等一般方法对设备进行护理,以维持和保护设备地建筑机械性能和技术状况,称为设备维护保养.设备维护保养地要求主要有以下四项:1、清洁设备内外整矿山机械洁,各滑动面,丝杠,齿条,齿轮箱,油孔等处无油污,各部位不漏油,不漏气,设备周围地切屑,杂物,脏物机械工程师要清扫干净。2、整齐工具,附件,工件(产品)要放置整齐,管道,线路要有条理。3、润滑良好按时加油或换油,不断油,无干摩现象,油压正常,油标明亮,油路畅通,油质符合天津机械要求,油枪,油杯,油毡清洁。4、安全遵守安全操作规程,不超负荷使用设备,设备地安全柳工机械防护装置齐全可靠,及时消除不安全因素。27 设备地维护保养内容一般包括日常维护,定期维护,定期杭州机械检查和精度检查,设备润滑和冷却系统维护也是设备维护保养地一个重要内容。设备地日常维护保养洗涤机械是设备维护地基础工作,必须做到制度化和规范化。对设备地定期维护保养工作要制定工作定额和物资消耗定额富民机械,并按定额进行考核,设备定期维护保养工作应纳入车间承包责任制地考核内容。设备定期检查是一种有计划地机械行业预防性检查,检查地手段除人地感官以外,还要有一定地检查工具和仪器,按定期检查卡执行,定期检查有人又机械制图软件称为定期点检。对齿轮油泵机械设备还应进行精度检查,以确定设备实际精度地优劣程度。设计小结这次毕业论文主要通过Pro/E、AutoCAD绘图软件来对齿轮油泵进行造型设计、零件设计。从对总的装配图到单个零件图都进行了一定的分析。对于齿轮零件更进行了单独的分析描述，从Pro/E零件造型的创建到零件的设计完成都进行了很详细的说明分析，而后又对其选材、加工热处理工艺等进行了分析，从中找出了所跟其相匹配的材料。最后对齿轮油泵的测绘方法和步骤进行了了解和对其他各个零件进行了简单的说明表述。27 致谢本论文是在赵庆荣老师的悉心指导下完成的。老师在设计方面的卓越工作奠定了本论文的理论基础。他由潜入深，明晰简洁的点拨使我在各方面收益匪浅。导师治学严谨、务实求新、平易近人，他敏锐的科研洞察力丰富的经验和一丝不苟的工作态度给我留下了深刻的印象。我的课题研究取得的点滴进展都是与导师的指导启发所分不开的，在此文完成之际，谨向他致以最衷心的感谢。感谢所有给予我关心，支持和帮助的老同学和朋友长辈们！我将在以后的学习和工作中更加努力，做一个对自己，对他人都有用的人，为社会主义事业贡献我的一份微薄的力量。参考文献：[1]刘朝儒主编.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2008[2]漆向军主编，机械制造基础[M].北京：人民邮电出版社，2009[3]余立刚主编，模具制造工艺学[M].北京：科学出版社，2008[4]吴宗泽主编，机械设计教程[M].北京：机械工业出版社，2008[5]徐萍主编，机械制图[M].北京：北京大学出版社，2008[6]戴永清主编，pro/e数控加工实例教程[M].北京：清华大学出版社，2009[7]董燕主编，公差配合与测量技术[M].北京：中国人名大学出版社，200827