流体传动与控制教案-齿轮泵.docVIP

齿轮泵 分类： 按啮合形式可分为：外啮合 内啮合 外啮合齿轮泵的组成： 分离三片式，前、后泵盖，泵体，一对齿数、 模数、齿形完全相同的渐开线外啮合齿轮 装在泵体内，将其分为两部分（吸和压）。 外啮合齿轮泵的工作原理： ∵ 容积式泵 ∴ 满足三句话十八个字 密封容积形成——齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖围成 齿轮退出啮合，容积↑吸油 密封容积变化 齿轮进入啮合，容积↓压油 吸压油口隔开——两齿轮啮合线及泵盖 齿轮泵的排量和流量 ∵ 齿轮啮合时，啮合点位置瞬间变化，其工作容积变化率不等 ∴ 瞬时流量不均匀——即脉动，计算瞬时流量时须积分计算才精确，比较麻烦，一般用近似计算法。 排量: 假设： 齿槽容积=轮齿体积 排量=齿槽容积+轮齿体积 即相当于有效齿高和齿宽所构成的平面所扫过的环形体积， 则 V=πDhB=2πZm2B 实际上： ∵ 齿槽容积=轮齿体积 ∴ V=6.66zm2B 流量: 理论流量： qt=Vn=6.66zm2Bn 实际流量： q=qtηv=6.66zm2Bnηv 结论： （1） 流量是齿轮几何参数和转速的函数 (2) ∵ 转速等于常数，流量等于常数， ∴ 为定量泵 (3) 流量与出口压力无关 ∵ 容积式泵 ∴ 与压力无关 瞬时流量 ∵ 每一对轮齿啮合时，啮合点位置变化 ∴ 瞬时流量也变化：从最小变到最大 又从最大变到最小 故 出现流量脉动，其流量脉动率为 δq=（qvmax）sh-(qvmin)sh /qv100% 结论： 齿数越少，脉动率越大，最大可达20%以上。 流量脉动是容积式泵的共同弊病： 既会引起系统的压力脉动，产生振动和噪声，又会影响传动的平稳性。 齿轮泵的结构要点 1 泄漏 （1） 径向泄漏 占总泄漏量的 20%—25% （2） 齿侧泄漏 5% （3） 端面泄漏* 75%—80% ∵ 齿轮泵存在间隙 ∴ p↑ △q↑ 故 应减小端面泄漏 2 径向不平衡作用力 径向力的产生：液压力*、啮合力 液体沿圆周分布规律：从高压腔到低压腔，压力沿齿轮外圆逐齿分步降低 F=K△p BD 所以齿轮和轴承受到径向不平衡力，p↑，径向不平衡力增大。 结果： 加速轴承磨损，降低轴承寿命，还可能使齿轮轴弯曲，导致齿顶与泵体摩擦加剧， 使泵不能正常工作。 改善措施： 1） 缩小压油口，以减小压力油作用面积。 2） 减小泵体内表面和齿顶间隙 3）开压力平衡槽，但泄漏量增大，容积效率减小。 3 困油现象 产生原因： 为保证齿轮连续平稳运转，齿轮啮合的重合度必须大于1，所以有时会出现两对 轮齿同时啮合的情况，在齿向啮合线间形成一个封闭容积。 a→b 容积缩小 b→c 容积增大 产生结果： a→b p↑ 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷， 泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热 b→c p↓ 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等 总之： 由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命， 所以，我们希望容积式泵：“围而不困，困而不死。” 消除困油的方法： 原则： a→b 密封容积减小，使之通压 b→c 密封容积增大，使之通吸 b 密封容积最小，隔开吸压油口 方法： 在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽为彻底消除困油，CB——B形泵将卸荷槽整个向 吸油腔侧平移一段距离，效果更好。 提高外啮合齿轮泵压力的措施 ∵ 齿轮泵存在间隙 ∴ p↑ △q↑ 又∵径向不平衡力也∝p ∴ p↑ 径向力↑ 故 上述齿轮泵常用于低压场合，为使其成高压泵， 减小径向力 可采用如下方法 增大轴与轴承刚度 自动补偿轴向间隙* 1 浮动轴套式 原理:将压力油引入轴套背面,使之紧贴齿轮端面,补偿磨损,减小间隙 2 弹性侧板式 原理： 将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。 内啮合齿轮泵 1 渐开线齿形内啮合齿轮泵 组成： 小齿轮、内齿环、月牙形隔板等 工作原理： 小齿轮带动内齿环同向异速旋转，左半部分轮齿退出啮合，形成真空，吸油。 右半部分轮齿退出啮合，容积减小，压油。 月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。 2 摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵） 组成： 内、外转子相差一齿，且有一偏心距 工作原理：吸油—左半部分，轮齿脱开啮合容积↑ 压油—右半部分，轮齿进入啮合，容积↓ 特点： 结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声小，流量脉动小。但齿形复杂，加工 困难，价格昂贵。