摘 要

三螺杆泵主要由主动杆和两个从动杆相互捏合形成封密的空间。将介质从吸入口到排除口。本文利用SolidWorks，根据工程图参数化建模，使得设计提高效率，和精确度，有很强的实用价值。

了解SolidWorks，学习如何二次开发，设计人员使用中，更换相对应参数，即可生成需要的模型，利用有限元的知识，对模型划分网格等，利用ansys有限元分析，分析工作过程中的形变和应力。

衬套在工作中会出现磨损等情况，当压力达到一定，衬套有可能发生形变，导致机器的损坏，为了防止这样的情况发生，利用ansys对衬套在工作中的力学性能进行了研究，在此基础上，通过加强衬套的结构，对衬套进行了改进。在此分析，可以得出结论，衬套的强度得到了提高。

最后，总结本次研究的不足之处，认识本次研究的不足之处，为今后的研究做好准备。

关键词：三螺杆泵衬套；SolidWorks；二次开发；有限元分析；改进

Based on the parametric design and finite element analysis of the three-screw pump liner of SolidWorks

The three-screw pump is mainly composed of active rod and two slave poles to form sealing space. Transfer the medium from the suction to the exclusion. This paper USES SolidWorks to model the parameterization of the engineering drawing, which makes the design more efficient, more accurate, and has a strong practical value.

Know SolidWorks, learn how to secondary development, designers use, replace the corresponding parameters, the need to model, can generate the knowledge of the finite element, mesh, etc., the model by using ansys finite element analysis, the deformation and stress in the process of analysis.

Bushing will be wear at work, etc., when the pressure reaches a certain, the possible deformation bushing, cause the damage of the machine, in order to prevent this happening, ansys transform set of mechanical properties is studied in the work on this basis, through strengthening the structure of the bushing, transform is improved. In this analysis, we can conclude that the strength of the liner is improved.

Finally, this paper summarizes the shortcomings of this research and is prepared for future research.

Keywords: three-screw pump bushing; SolidWorks; Secondary development; Finite element analysis; To improve the

第一章 绪论

螺杆泵与其它液压泵相比，具有结构紧凑，体积小，流量压力无脉动，噪声低，允许较高的转速，自吸能力强，使用寿命长等优点，因此在工业和国防的许多部门得到广泛的应用，同时对螺杆泵的使用要求也越来越高

1.1螺杆泵的发展历史

国内：我们国家目前对三螺杆泵的探索还是停留在测绘加工的最初水平,所设计和生产出来的螺杆泵存在运动不平衡、功率损耗较大、磨损较快、寿命低等问题,阻碍了三螺杆泵的成长和推广应用。因此对三螺杆泵的设计、构件受力以及转子型线优化进行研究,对丰富螺杆泵设计的理论和技术,促进螺杆泵的广泛使用,具有十分重要的经济意义和科学意义。在螺杆泵的研究上,我国的老一辈科技工作人员曾经做了很多的科研工作,为螺杆泵的自主设计和生产做了很多不懈的努力,但由于很长时间该领域没有得到较好的发展,相关的研究工作也没有跟上。我国已开始的相关研究工作主要落实在三螺杆泵的测绘以及螺杆转子型线的修正和加工方面,并没有对三螺杆泵设计的基础理论和关键技术展开深入的研究,没有形成完善的三螺杆泵设计和动态优化的理论和一般普通方法以及相关的技术标准。当前国内生产的三螺杆泵主要是靠测绘仿制来进行生产制造,所以产品在输送效率、转子的封密性能、泄漏的控制、系统的机械性能、工作的平稳性能等产品核心性能方面有着诸多技术缺陷,实际操作中容易因为转子啮合跳动、啮合间隙、干涉等问题造成油液泄漏、转子的磨损和转子的干烧、机械振动大、关键工作部件寿命不长等问题,与国外相同产品相比一直都有有较大的差距,没办法替代进口产品,阻碍了国内三螺杆泵的发展和推广使用。而现如今螺杆泵的应用越来越有重要意义,对螺杆泵的要求越来越高,社会上要求多品种、高性能的螺杆泵的客户是越来越多。然而对于螺杆泵的理论的研究确没有什么进展,依旧停留在原有的水平。国内实力薄弱的生产厂家无力进行自主研发,产品的结构设计都是按着大厂家的产品,产品的性能无法保证。而有实力的大厂也大都采用与国外的工厂合资的方式进行生产,由国外直接提供螺杆泵的设计技术和设备,国内负责生产。这样的一种发展方式很大程度上限制了国内自主对螺杆泵理论的研究,阻碍了螺杆泵国民企业的发展和进步。

国外：螺杆泵问世较晚，1930年法国的工程师莫诺(Moineau)发明了世界第一台单螺杆泵。1931年瑞典的IMO公司设计并制造出了世界上第一台三螺杆泵。到了1943年，德国鲍曼公司生产外置承的双螺杆泵，在1944 年开始批量生产。1959年后，德国的费里茨-基伯格对单螺杆泵进行了了重大改进，他设计和制造了德国第一台新型单螺杆泵。在40 年代三螺杆泵被德国人应用到海军舰艇作为液压泵和润滑油泵使用。目前，世界上生产三螺杆的主要制造厂有德国Allweiler 公司、瑞典IMO 公司、英国Plenty Mirrlees 公司、美国IMO 工业公司、日本川崎及小阪制作所等。而近几年，国外螺杆泵制造商在致力于研制低噪音、小型化以及高效的螺杆泵产品。

1.2 螺杆泵知识简介

1.2.1 螺杆泵概述

螺杆泵是典型的转子容积泵，依靠相互啮合的螺杆绕自身轴线作旋转运动将介质从吸入口输送到排出口。螺杆泵旋转时，装在泵套中的相互啮合的螺杆把被介质封闭在啮合腔内，并使介质由吸入口沿着螺杆泵轴向作连续，匀速地运动，排至排出口。由于各螺杆得空间共轭以及螺杆和衬套内壁的紧密配合，在泵吸入口和排出口之间形成若干封闭空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸入室中的介质丰乳其中，并自吸入室沿螺杆轴向连续推移到排出端，把封闭在各个空间中的介质不断排出

1.2.2 螺杆泵的特点

1. 自吸和吸入的性能较好，没有妨碍液体吸入离心力的影响，三螺杆泵在一定条件下允许吸上真空高度可达8m的水柱。
2. 理想流量值取决于构件的尺寸和转动速度，额定排除压力只和密封性，结构强度和动机功率相关。
3. 具有回转泵无需泵阀，转速高和结构紧密的优点。
4. 无困油现象，工作平稳，噪音和震动较少。
5. 零部件少，维修方便，寿命长。
6. 螺杆轴向尺寸长，刚性较差，加工和装配的要求较高。

1.2.3 螺杆泵的分类

螺杆泵根据螺杆根数分为单螺杆泵，双螺杆泵，三螺杆泵和五螺杆泵。如图1.1所示

1. 单螺杆泵是一种内捏合偏心回转的容积泵主要由转子和定子组成，当定子在定子型腔内绕定子的轴线作行星回转时，密封腔匀速从吸入口送到压出端。其优点：可输入含有纤维物固体颗粒的液体，可反向运输等。可用于能源工业，污水处理，造纸业。
2. 双螺杆泵分为密封和非密封两种，由衬套和两根互相啮合的螺杆以及同步齿轮组成，通过螺杆和衬套的配合形成密封空腔，通过同步齿轮实现螺杆转动，推动腔内液体到出口，实现输送液体。其优点：送液体平稳无脉动无搅拌，寿命长，泄露少等。广泛应用于石油化工，机床及工程机械中。
3. 三螺杆泵由一根主动螺杆和两根从动螺杆以及衬套组成，主从动螺杆相互啮合，与衬套形成密封空腔，工作时，介质吸入密封腔，密封腔随螺杆旋转沿着轴向向排出口连续运动，传出介质实现液体的输送，其优点：结构紧凑，自吸能力强，在工业国防有广泛的需求。
4. 五螺杆泵结构类似三螺杆泵，由一根主动螺杆和四根从动螺杆以及衬套组成。工作时主从动螺杆相互啮合，与衬套形成密封空腔，吸入排除介质，最大优点在于结构紧凑流量大等。图1.1 单螺杆泵图1.2 双螺杆泵

图1.3 三螺杆泵

1.3 本章小结

这一章主要介绍了螺杆泵的发展历史，螺杆泵的工作原理和分类，并详细介绍了本文研究对象三螺杆泵的工作原理结构特征

第二章

衬套的建模二次开发和参数化设计

2.1 建模工具及其二次开发

2.1.1 SolidWorks介绍