基于SolidWorks 軟件的高級建模裝配和機構運動仿真等功能，實現了拖拉機用外嚙合圓柱形齒輪泵的各零部件結構特征造型和關鍵部件的虛擬裝配及運動仿真，有利于齒輪泵快速優化設計，簡化了設計過程;同時應用Simulation 仿真模塊對齒輪泵齒輪進行模態分析，得到了齒輪泵用齒輪的固有振動頻率和振型特征，為進一步研究齒輪泵的結構和動力學分析提供了依據。

　　齒輪泵因結構簡單緊湊、體積小、質量輕、自吸性能好、便于維護修理、成本低等特點廣泛運用于石油、化工、礦山、農業機械等行業，為油類介質的傳輸、增壓、燃油噴射等提供動力輸出。拖拉機作為重要的農業耕作動力輸出機械，在現代化農業生產過程中發揮著重要的作用;而齒輪泵作為為拖拉機液壓系統提供加壓液體的裝置，其工作狀態和性能直接影響著拖拉機動力輸出的穩定性，是影響拖拉機作業性能的主要因素。

　　為此，基于SolidWorks 軟件對齒輪泵體零件結構特征造型進行了設計，將復雜的零件結構分解成SolidWorks 所能建立的基本特征要素， 選用合理的順序進行建模， 通過SolidWorks 軟件的Simulation模塊對齒輪泵用齒輪進行了模態分析，計算得出其固有振動頻率和振型，為進一步研究齒輪的動力學仿真和結構分析提供了依據。

1、齒輪泵的結構特征造型

　　在進行齒輪泵整體設計過程中，齒輪參數設計是關鍵，為了獲得完整的齒輪輪齒及獲得給定齒數的齒輪，需解決的關鍵問題就是如何精確繪制齒輪輪廓線，通過漸開線方程創建齒形，通過拉伸、陣列等操作實現齒輪的創建，具體實施過程如下。

　　1.1、齒輪泵齒輪參數的確定

　　1)工作參數。以現有拖拉機外嚙合圓柱形齒輪泵為例，其基本參數有主軸轉速(1 450～1 650)r /min，配套動力8.7 kW，額定工作壓力10 MPa;

　　2)齒輪結構參數。采用硬齒面，45 鋼，齒數Z1=Z2=19，壓力角α=20°，齒頂高系數ha=1，齒頂間距系數C*=0.25，齒寬b=24 mm，變位系數X1=X2=0.33，中心距a=45 mm。

　　1.2、齒輪泵體零部件三維實體建模

　　利用SolidWorks 的參數化特征建立齒輪嚙合的實體模型，為了便于計算和施加邊界條件，將實體模型簡化，其中常用標準件是通過SolidWorks 的標準件庫“Tool box”按照相關尺寸參數設置簡化其建模過程，通過拉伸、旋轉、掃描等操作完成。

2、基于SolidWorks 的齒輪泵虛擬裝配

　　在SolidWorks 軟件的基礎上，在裝備環境下對齒輪泵各部分零部件進行約束提取、裝配路徑定義、裝配序列規劃模塊、裝配過程仿真模塊坐標系定義和干涉等過程，其建模系統裝配方框圖如圖1。

圖1 系統設計方框圖

　　對齒輪泵零部件或組件通過一定的約束方式集合在一起，通過插入零部件、對齊、相切、同心等約束方法進行裝配，生成的總裝配模型如圖2。

圖2 齒輪泵裝配體模型

6、小結

　　應用SolidWorks 軟件可以方便、高效地建立齒輪泵的三維模型及虛擬裝配，并通過添加驅動裝置、運動副、約束自由度實現了齒輪泵的運動仿真，并對齒輪泵進行干涉檢測，提高了工作效率，降低了產品成本，為齒輪泵的設計提供了一種高效途徑。

　　通過SolidWorks Simulation 仿真模塊對齒輪進行分析計算，得到齒輪的固有諧振頻率且利用動態顯示可以觀察齒輪的振型、變形、位移分布狀態，結果非常直觀，在齒輪傳動系統的設計中考慮齒輪固有頻率和振型，避免齒輪系統發生共振，影響傳動效率。

　　試驗測量結果表明，固有頻率只取決于振動系統本身的參數，敲擊力度的大小決定了振幅的大小，齒輪在不同振型的頻率有限元仿真結果與試驗測試結果基本一致。