斜齿齿轮泵内部流场三维数值仿真与分析

摘要

斜齿齿轮泵啮合过程复杂，传统的理论以及基于集中参数的一维简化模型对其性能以及动态特性分析存在不足，本文针对斜齿齿轮泵内部流场三维数值仿真展开了相关工作，寻找适合斜齿齿轮泵转子区域动网格实现的最优策略，并分析其内部流动规律，以期为斜齿齿轮泵的分析、优化提供参考。
　　首先，简述齿轮泵的研究现状及其发展趋势，阐述论文的研究背景和意义，并对文章的主线做简要概括。
　　第2章，理论分析斜齿齿轮泵流量特性，考虑螺旋角和齿宽参数对其瞬时流量特性的影响，并分析参数变化对斜齿齿轮泵流量脉动的影响。
　　第3章，斜齿齿轮泵内存在的微小间隙以及复杂的啮合过程致使瞬态流场仿真动网格难以实现并且计算消耗巨大，尝试采用不同CFD软件处理斜齿齿轮泵转子区域动网格。结果表明，应开发专用的齿轮泵转子区域动网格模板，并同时考虑微小间隙网格处理。
　　第4章，采用SCORG软件划分转子区域网格，并采用Pumplinx软件对斜齿齿轮泵内部流场求解计算，对比了油液是否可压以及空化得到的结果。分析表明，斜齿齿轮泵内部的压力分布受油液压缩性及空化影响较大；螺旋角使得齿腔压力在啮合区域沿轴向不一致。
　　第5章，分析作用在斜齿齿轮泵圆周方向的液压力，对比了油液压缩性及空化的影响，最后分析了螺旋角对液压力变化的影响。

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第1章 绪 论

1.1 齿轮泵的研究现状及发展趋势

1.2 本课题研究的背景和意义

1.3 本文研究的主要工作

第2章 斜齿齿轮泵工作原理及其流量特性分析

2.1 斜齿齿轮泵的工作原理

2.2 斜齿齿轮泵流量特性分析

2.3 文章小节

第3章 齿轮泵仿真方法概述

3.1 齿轮泵流场仿真现状概述

3.2 流体动力学方程概述

3.3 斜齿齿轮泵流场仿真方法对比

3.5 本章小结

第4章 斜齿齿轮泵内部流场计算及结果分析

4.1 斜齿齿轮泵内部流场仿真相关软件概述

4.2 计算模型及边界条件

4.3 仿真结果分析

4.4 油液压缩性及空化对计算结果的影响

4.5 本章小结

第5章 基于流场计算结果的斜齿齿轮泵转子液压力分析

5.1 斜齿齿轮泵转子液压力分析

5.2 螺旋角对斜齿齿轮泵转子液压力的影响

5.3 本章小结

总结与展望

1 总结

2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文