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武汉轻工大学 科研训练论文 2015届 论文题目：外啮合凸轮泵的结构分析 姓 名 学 号 100309230 院 系 机械工程学院 专 业 包装工程 指导教师 唐 善 华 2014 年 12 月 外啮合凸轮泵的结构分析 摘要：阐述了外啮合凸轮泵的工作原理与结构特点，分析了其转子曲线、轴封及同步传动齿轮的无键联接等几个关键问题的设计思想和注意事项，介绍了外啮合凸轮泵的使用范围及应用前景。 关键词：凸轮泵；外啮合；转子式；机械密封；无键联接； Abstract： Keywords： 外啮合凸轮转子泵是容积式泵的一种，也是出现较晚的一个类型，此泵结构简单、设计合理、体积小、重量轻、拆装维修非常方便，它即具备了离心泵的优点，又发挥了齿轮泵的优点，是目液、含固体杂前比较理想的化工、食品、医药卫生泵。具有极强的自吸能力，可输送多种液体。如含气的泡沫质的多种液体和具有较高粘度的液体由于该泵的转子形状较为特殊而精度要求又很高,故国内少有成功制造的厂家,众多的用户只能购买进口每秒的转数） 与其它形式的液压泵相比为最低。 泵的轴承又采用了精度较高的D级滚动轴承，可使泵的噪音降低。凸轮转子长径和定子内孔的滑动配合，既起密封作用，又增加了辅助支承，凸轮转子和轴不易振动。同时，转子受力平衡，这样就减少了转子高速转动时产生的机械噪声，因此，该泵噪声很小。 2.寿命长 外啮合凸轮转子泵有两个吸油腔和两个压油腔，且吸、压油腔时径向对称分布的，因此，凸轮转子承受的径向力是平衡的，轴承不承受径向负荷，寿命很长。凸轮转子直径较小，线速度不高，接触应力小，磨损小，所以凸轮转子的寿命很长。 3.流量均匀 泵的两个凸轮转子的相位角为90°，只要转子四段过渡曲线设计合理，泵的输出流量脉动可以显著减小。 4.造价低、互换性好。 5.泵的安装连接尺寸完全符合国家标准和ISO标准。 3 外啮合凸轮泵的转子曲线 在凸轮泵中，转子曲线的形状和凸轮泵的性能（如噪声、效率、流量的均匀性等）及寿命关系很大。除加工质量外，转子曲线长短半径比、过渡曲线的形状以及各区段的范围角，都对泵的性能有影响。处于理论廓线下的转子是相互啮合的。实际工作中，为保证泵的正常运转，防止凸轮泵转子相互摩擦磨损，以及根据所泵送的流体介质不同，在两转子之间、转子与转子腔内壁间都设计有一定的间隙。也就是说，两转子是非接触式的啮合转动。间隙会影响泵的工作效率、引起泵的内泄，一般间隙为0.15～0.45㎜[1]。转子间的间隙x确定之后，即可在理论廓线的基础上，求出理论廓线上各点的法线方向，再在法线方向向理论廓线内侧偏移x/2，所得廓线即为工作廓线（或实际廓线）。 4 外啮合凸轮泵的结构分析 4.1泵轴的密封 凸轮泵能否正常运转在很大程度上取决于泵轴密封的可靠性。泵工作时转子轴旋转而泵体静止，泵内流体的压力较高（有时泵送的流体还具有高温、粘稠或含磨蚀性颗粒等特性）。为防止所泵送的流体泄漏，必须采用动密封装置。过去常用的填料盒等传统密封方式已经不能很好地适应凸轮泵的需求，人们必须根据所泵送流体的特性及工作要求来设计合理的动密封装置。实际应用中以机械密封代替填料密封的情况已经越来越多。 4.2 同步齿轮的无键联接 同步传动齿轮是一对啮合齿轮，同时这两根轴上的凸轮转子也是相互啮合的关系，齿轮与轴的联接、凸轮转子与轴的联接必须同时满足周向相位要求，否则机器无法安装。 无键联接是指不采用传统的键、销等进行机械的扭矩传递和运动传递的联接。无键联接的基本原理是在轴与轮毂之间采用带有锥面的弹性环套类零件，通过施加一定的轴向力，使锥形结合面产生压力，从而产生摩擦力传递扭距。 4.3 凸轮泵联轴器 凸轮的联轴器是联接凸轮和同步齿轮的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。 4.4 凸轮的同步反向传动特点 双面同步齿轮综合了齿轮传动、链传动和带传动的优点，克服了其他传动带打滑、伸长等缺点，构成了种独特的传动方式，而且以恒定的速比、速化范围大、结构紧凑、可以多轴传动、耐油、耐潮、不需润滑等诸多优点。双面同步齿轮拥有超强的曲绕性能，超高的拉伸强度，精确的啮合，低信噪比。 5 结论 1、凸轮泵转子与转子之间保持一定间隙、无摩擦系数，使用寿命长。凸轮泵装拆简单，维护、清洗方便，易损件少。凸轮