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《輕工科技雜志》2015年第五期

1機械齒輪泵方面的機構設計與優化分析

正交弧形齒輪副應用于齒輪泵中是一種新穎的、特殊的齒輪嚙合傳動，它結合了圓齒輪、圓錐齒輪和面齒輪的傳動優點，極大減少了齒輪在嚙合傳動過程中的困油、噪聲大、磨損嚴重等問題，在實際工程中有很廣闊的應用前景。

如圖2所示，正交弧形齒輪的節曲線a、面齒輪的節曲線b、圓柱齒輪的節曲線c，三者同時切于一點，正交弧形齒輪的節曲線a與面齒輪的節曲線b作純滾動其齒廓可以分別包絡出非圓齒輪的齒廓1和面齒輪的齒闊2.利用AutodeskInventorANSYS的有限元分析軟件對兩齒輪嚙合應力角度和齒輪系統的強度、振動和嚙合齒間接觸應力進行了有限元計算分析如圖3。

上述分析結果提示在兩齒輪嚙合邊沿處產生齒間接觸應力集中，所受振動強度沖擊最大，齒輪中的困油因素也是由此產生，通過添加新的結構特征（補強結構），直接重新進行分析計算，很明顯，原設計中兩齒輪之間的連接部分，顯然對于零件強度沒有明確的作用，可以把它除去，最終最小安全系數變為1.81，大于預期1.17；變形為0.183，小于預期0.7，已經達到要求，而其重量減少了0.43kg。這些材料的減少，會對降低成本有直接的效果。

2先進智能控制模塊電子控制系統的分析

本系統中需要利用變頻電機進行灌裝速度的控制，實現穩定的加減速自調節，防止出現抖動產生的間歇性氣泡的問題而影響灌裝精度；其定量的灌裝是通過與電機軸相連的旋轉編碼器同步運行來實現的，其工作流程如圖4。

3結束語

數字旋轉式齒輪泵作為現代中小型精密、綜合灌裝設備，有其顯著的優點，包括：

（1）靈活性強，可實現各種小劑量液體灌裝，方便地應用于外形尺寸各異的灌裝容器的物料填充。

（2）灌裝精度高且可靠，在電子計數器控制下，泵每轉一周或轉動一個角度便可對容器進行精確的灌裝，每轉一周計數20次，配藥量由5ml至幾升可調，灌裝精度高于0.5%。

（3）可方便地進行數字運算與程序控制，有很高的智能化程度。泵的轉速在變頻器及微機的控制下，從0到全速可調，它由交流電機驅動，觸摸屏構成人機界面，人機交互簡易，并由HIM顯示的參數來控制設備的工作狀態。

作者：鄭秀麗 楊曄 謝勝終 單位：浙江工貿職業技術學院汽車與機械工程學院