柱塞泵 设计说明书

工程软件应用实践课程设计说明书HUNAN UNIVERSITY课程设计说明书设计题目：柱塞泵学生姓名：专业班级：学院名称：指导老师：2013年7月24日I工程软件应用实践课程设计说明书目 录1 课程设计概要21.1 课程设计的目的和要求 21.2 课程设计的任务分工 21.3 课程设计报告的构成及研究内容 22 泵体测绘32.1测绘装配体步骤 32.1.1绘制装配示意图32.1.2绘制零件草图42.1.3绘制装配图42.2 计算机绘图要求及步骤 42.2.1绘制零件图42.2.2绘制装配图83 三维建模93.1柱塞泵零件图建立 93.1.1泵体93.1.2管接头 103.1.3上活瓣 103.1.4下活瓣 113.1.5螺塞 113.1.6柱塞 123.1.7衬套 123.1.8压盖 123.2柱塞泵三维装配虚拟装配134 心得体会 144.1 曾冠凯心得144.2 王其俊心得154.3 程诚心得16参考文献 171课程设计1.1课程设计的目的和要求工程软件应用实践课程设计教学目的，是从产品装配测绘、计算机绘图、CAD三维建模、参数化设计等方面进一步加深和拓宽学生在工程制图、机械CAD技术与测量精度技术基础等课程中所学基本知识，结合实际机械产品（模型）设计的具体问题，培养学生理论联系实际认识和解决问题的能力，为后续专业课程和相关实践环节的学习奠定基础。选择柱塞泵产品模型为对象，四位同学为一设计小组，对产品模型进行装配测绘、二维计算机绘图、三维CAD建模与装配、零件的参数化设计等。要求每位学生按照指导教师的总体要求、设计小组分配的产品零件设计任务，完成上述四个环节的学习，构成成绩考核的主要部分；工程中产品设计是一个多人协同工作的过程，因而，本课程设计将提交产品一套完整测绘草图、一套完整二维CAD工程零件图及完整装配图样、产品完整的三维CAD装配体及研究报告。1.2课程设计的任务分工全组对柱塞泵进行整体的认识、讨论和了解柱塞泵上各个部件的作用，和工作原理。在充分认识柱塞泵的基础上，分工如下：1.3 课程设计报告的构成及研究内容课程设计的内容包括零件手工测绘图样、全部二维零件图样、装配计算机绘图图样、三维CAD零件建模与产品装配、零件的参数化设计等。首先进行的是实物测量。实物测量是对现有的机器和部件进行测量，从而绘出零件草图及装配示意图。绘制零件草图的过程中需要通过查询机械设计手册来进行尺寸以及相关技术要求的标注。根据装配示意图和零部件草图绘制装配图，这是测绘的主要任务。装配图不仅要求表达出装配体的工作原理和装配关系以及主要零件的结构形状，还要检查零件草图上的尺寸是否协调合理。在绘制装配图的过程中，若发现零件草图上的形状或尺寸有错，应及时更改后方可画图。装配图画好后必须注明该机器或部件的规格、性能及装配、检验、安装时的尺寸，还必须用文字说明或采用符号标注形式指明机器或部件在装配调试、安装使用中必需的技术条件。最后应按规定要求填写零件序号和明细栏、标题栏的各项内容。根据装配图和零件草图通过AutoCAD绘制二维零件图，注意每个零件的表达方法要合适，尺寸应正确、可靠。零件图技术要求采用类比法，也可按指导教师的规定标注。最后应按规定要求填写标题栏的各项内容。完成以上测绘任务后，对图样进行全面检查、整理。之后通过UG进行三维CAD零件建模与装配。2泵体测绘2.1测绘装配体步骤2.1.1绘制装配示意图1.螺柱2.螺母3.垫圈4.泵体5.柱塞6.压盖7.填料8.衬套9.管接头10.垫片11.垫片12.螺塞13.上活瓣14.下活瓣（图1 柱塞泵示意图）柱塞泵是一种供油装置，常用于机器的润滑系统中。工作时，由外部动力带动柱塞泵作往复运动，当柱塞向泵体外运动时，下活瓣由阀体内的负压吸引上移，从而将流体经管接头下端吸入阀体，而上活瓣却因为负压的作用紧贴管接头上端面，吸入的流体不能进入管接头上腔；当柱塞向泵体内运动时，柱塞将腔内的流体推动上活瓣经管接头上腔积压出。此时，下活瓣则紧贴管接头下腔端面，流体不能进入下腔，以此往复达到输送流体的目的。了解了柱塞泵的结构和工作原理，接下来便是始零件草图的绘制了。2.1.2绘制零件草图除1.螺柱、2.螺母、3.垫圈属于标准件，可以通过查询机械设计手册来选定其尺寸参数外，其余零件都需要进行实物测量及尺寸设计来确定其尺寸参数，有配合关系的零件还需要进行精度设计。在确定零件基本尺寸参数的基础上，选定合适的视图，绘制零件草图。为了使绘制出的零件草图美观大方，本组成员适当地借助了工具用以完成绘制过程。2.1.3绘制装配图装配图的绘制是建立在零件草图完成的基础之上的，装配图需要表达出各零件之间的位置关系以及可能存在的配合关系，对于可动的零件(如5.柱塞等)还需要标注出其行程。在选取装配图的视图时需要兼顾主要零件的结构形状以及装配体的工作原理，这对刚刚结束机械原理课程学习的本组成员来说算是一个不小的挑战。本组成员在绘制装配图的过程中，发现各零件在装配时存在一系列问题(如发现了新的配合关系等)，通过对零件草图的修正使得零件草图上的尺寸协调合理。2.2 计算机绘图要求及步骤进行计算机绘图，首先按照之前手工测绘的零件草图来绘制CAD零件图，然后按照手工测绘的装配图来绘制CAD装配图。计算机绘图虽然在绘制过程中较手工测绘简单方便，但是计算机绘图对绘制的精确程度有更高的要求，其容错性能较手工绘图低。如果如同之前手工测绘一样，在计算机绘图中当一个“差不多先生”，那么计算机就会告诉你“失之毫厘谬以千里”的道理。2.2.1绘制零件图各零件CAD零件图的绘制由之前该零件的零件草图绘制者完成。由于各零件的CAD零件图与零件草图几乎是同步完成的，所以在绘制完成后仍然存在很多问题。经过了手工装配图的绘制以及指导老师的点评，我们对之前绘制的零件草图进行了多次的修改与更正，在零件草图最终定稿后再统一对CAD零件图进行了修改。4.泵体泵体作为柱塞泵其他零件安装的载体，其加工精度的大小直接影响着其他零件与其的配合精度，从而影响柱塞泵的工作精度。在整个图形绘制完毕后，依照手工测绘的零件草图标注尺寸，再对存在配合关系的表面选定尺寸公差及表面粗糙度。由于泵体属于铸造件，故在技术要求栏 （图2 泵体CAD零件图）中表明了铸造之后的精细处理要求以及铸造圆角的限定范围。最后在基准面选定了平面度作为该铸件唯一标注的形位公差，完成了泵体CAD零件图的测绘。5.柱塞（图3 柱塞CAD零件图）柱塞是一个需要高速运动的零件，于是其和衬套间的配合被比较严密。这是一个精度较高的零件，选定Ra12.5的表面粗糙度。而柱塞的耳部与动力源动件直接接触，所以对两个圆环的对称度做出了要求。6.压盖（图4 压盖CAD零件图）压盖的作用是固定的橡皮垫圈和衬套，其精度要求并不高。关键是压盖的另一面和其他构件存在配合关系，所以选择了Ra6.3的粗造度，而其他面则是铸造面。8.衬套衬套在结构上比较简单，但其加工的精度要求却很高。由于柱塞在运动行程中间，衬套的内壁和柱塞之间有高速的运动，因此衬套内壁的表面粗糙度要求比较高，我们一开始选择了Ra3.2，老师说3.2算是特别高的打磨要求了，于是我们定为了Ra6.3。从而保证了衬套与柱塞之间相对运动的顺利进行。衬套的内（图5 衬套CAD零件图）壁的圆度是为了保证柱塞的运动的线性。衬套的外壁同样选择Ra6.3的表面粗糙度。为了和泵体的配合时柱塞在运动时不会引起衬套和泵体的相对运动。衬套外的圆度要求是为了和泵体之间的配合。9.管接头管接头作为柱塞泵的重要组成部分，连接着油的输入端和输出端，同时与多个零件存在装配关系。这就要求了管接头具有良好的密封性能以及较高的配合精度。在整个图形绘制完毕后，依照手工测绘的零件草图标注尺寸，再对存在配合关系的表面选定尺寸公差及表面粗糙度。由于（图6 管接头CAD零件图）管接头属于铸造件，故在技术要求栏中表明了铸造之后的精细处理要求以及铸造圆角的限定范围。最后在管接头的主轴选定了同轴度作为该铸件唯一标注的形位公差，完成了泵体CAD零件图的测绘。12.螺塞（图7 螺塞CAD零件图）螺塞担负着上活瓣的导向任务以及管接头的密封任务，该部分主要是根据零件草图和装配图，画出图形，标出尺寸及尺寸公差，然后对一些配合的地方标出表面粗糙度及形位公差。13.上活瓣上活瓣是精密的零件，其对加工的要求较高，而且因为上活瓣在管接头内作往复垂直运动，相互摩擦的面比较小，故其与管接头接触面的要求比较高，我们选择了Ra6.3的表面粗糙度。同时其与管接头内壁也存在相当的配合要求。（图8 上活瓣CAD零件图）14.下活瓣下活瓣和上活瓣有点类似，不论是在形状上还是在精度设计方面，都存在较高的表面粗糙度和形位公差。而且上下活瓣之间也有相互接触面，因此下活瓣的圆度必须做出要求。（图9 下活瓣CAD零件图）2.2.2绘制装配图（图10 CAD装配图）装配图的绘制是建立在其他零件的CAD零件图已经绘制完成的基础之上的。在绘制完其他的零件图后，根据手工绘制的装配图，将各零件组装在一起是一件复杂而不困难的任务。在配合代号的选取上，我们参考了机械精度设计与检测技术基础一书。由于柱塞是需要往复活动的零件，故在柱塞和衬套之间，我们选取了H8/f8这一间隙配合作为其配合代号。关于柱塞的行程，我们计算了柱塞移动所能产生的气压，并将油的密度取为0.9kg/m3带入计算，最后取柱塞的行程为45mm。此时不仅可以实现该装置需要进行的供油功能，同时可以保证柱塞不至于脱离衬套的束缚而离开泵体。在衬套和泵体底部，我们特意设置了一小段空隙