第三章 齿轮泵
齿轮泵
3.2 齿轮泵齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：1. 抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；2. 内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。
齿轮泵通常用于工作环境比较恶劣的各种中、低压系统中。
尤其是低压系统。
齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。
在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
外啮合齿轮泵应用广泛，下面做重点介绍。
图3.3是外啮合齿轮泵的工作原理图。
由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。
由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。
当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。
因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。
随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。
在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。
当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。
在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。
齿轮泵排量和流量1. 排量V排量是液压泵每转一周所排出的液体体积。
这里近似等于两个齿轮的齿间容积之和。
设齿间容积等于齿轮体积，则有式中，D—齿轮节圆直径；h—齿轮齿高；B—齿轮齿宽；Z—齿轮齿数；m—齿轮模数。
由于齿间容积比轮齿的体积稍大，所以通常修正为2. 流量q齿轮泵的实际流量为 pv pv v Bn Zm Vn q ηη266.6==式中，n —齿轮泵的转速；ηpv —齿轮泵的容积效率。
式(3.11)中的v q 是齿轮泵的平均流量，实际上，在齿轮啮合过程中压油腔的容积变化率是不均匀的，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。
设q max 和q min 分别表示齿轮泵的最大、最小瞬时流量，则流量脉动率δq 为表3.2给出了不同齿轮齿数时外啮合齿轮泵的流量脉动率。
液压泵的性能参数 齿轮泵
径向间隙补偿原理
径向半圆支承块的下面也有两个背压室，各背压室均与压油腔相 同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环又推动填隙片与 小齿轮齿顶相接触，形成高压区的径向密封。同时，可自动补偿各相 对运动间的磨损。
动力元件
齿轮泵
小结
• 齿轮泵的工作原理 • 齿轮泵的流量计算 • 齿轮泵的类型——外啮合、内啮合 • 齿轮泵的结构特点——困油现象、径向液压力不平衡及措施 • 高压齿轮泵的结构特点——轴向泄漏的补偿
动力元件
齿轮泵
作业
• 《流体传动与控制》教材 • P81，3-1、3-4
动力元件
齿轮泵
齿轮泵
分类
按结构形式分 按齿形曲线分
按工作压力分
外啮合式和内啮合式 渐开线形、圆弧齿形和摆线形 低压（<2.5 MPa）； 中低压（2.5 ~ 8 MPa）； 中高压（8~16 MPa）; 高压（≥16 MPa）；
中低压齿轮泵多用于机床传动系统，润滑及冷却装置。 中高压齿轮泵多用于工程机械、农业机械、轧钢设备、航空技术等。
齿轮泵的泄漏途径主要是： 端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占75~80%）; 径向间隙泄漏（约占15~20%）; 齿面啮合处（啮合点）的泄漏。
动力元件
齿轮泵
1. 高压外啮合齿轮泵
外啮合齿轮泵主要采用浮动轴套或浮动侧板来自动补偿轴向间隙。 一般来说，外啮合齿轮泵只能补偿轴向间隙，补偿径向间隙较困难。
浮动轴套式
动力元件
齿轮泵
一、 渐开线形外啮合齿轮泵 1.工作原理
泵体
传动轴
动力元件
齿轮泵
一对相互啮 合的齿轮
液压传动 第三章
m
Tt T
Tt
Tt T
（3-6）
式中， ΔT ——液压泵的机械摩擦损耗。
3、总效率 η
液压泵的输出功率与输入功率的比值称为总效率，即
Po Pi
pq T
vm
（3-7）
由上式表明，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。
五．液压泵的转速
一
二
三
四
额定转速 ns
在额定压力 下，能连续长 时间正常运转 的最高转速。
其中，端面泄漏量最大，约占总泄漏量的 75%～80% 。泵的压力越高， 端面泄漏量越大。
对于低压齿轮泵，为了减小端面泄漏，在设计和制造时都对端面间隙 加以严格控制，但这一办法用于高压齿轮泵则不能取得好的效果，因为泵 在使用一段时间后磨损会使间隙越来越大。
对于高压齿轮泵通常采取端面间隙自动补偿措施，在齿轮与前后盖板 间增加一个零件，如浮动轴套或弹性侧板。
（3-1）
式中，pi ——液压泵的输入转矩； n ——泵轴的转速。
2、输出功率 po 液压泵的输出功率为其实际流量 q 和工作压力 p 的乘积，即
Po pq
（3-2）
液压泵工作时，由于存在泄漏和机械摩擦，就会出现能量损失，故其功 率有理论功率和实际功率之分，并且输出功率 po 小于输入功率 pi 。如果忽 略能量损失，则液压泵的输入功率（理论功率）等于输出功率（理论功率）， 其表达式为 2πnTt pqt pnV ，则有
螺杆直径越大、螺旋糟越深，泵的排量就 越大；螺杆的密封层次越多，泵的额定压力就 越高。
螺杆泵结构紧凑，自吸能力强，运转平稳， 输油量稳定，噪声小，对油液污染不敏感，并 允许采用高转速，特别适用于对压力和流量变 化稳定要求较高的精密机械。 其主要缺点是， 加工工艺复杂，加工精度要求高。
齿轮泵的工作与原理课件
齿轮泵的工作与原理课件
齿轮泵是一种通过齿轮的旋转来产生液体流动的泵。
其工作原理基于齿轮在泵体内的旋转，从而改变泵腔内的容积，使液体被吸入和排出。
齿轮泵由泵体、齿轮和轴承组成。
其工作过程可以分为吸入阶段和排出阶段两个阶段。
1. 吸入阶段：
a. 泵体内产生的真空吸引齿轮旋转；
b. 吸入孔打开，液体从吸入孔进入到泵体内；
c. 齿轮旋转推动液体向泵体内移动，逐渐填充整个泵腔；
d. 当齿轮齿槽移动到吸入孔位置时，液体被吸入至泵腔。
2. 排出阶段：
a. 齿轮继续旋转，液体被推入至排出孔；
b. 排出孔打开，液体从排出孔流出；
c. 齿轮的齿槽继续移动，将剩余液体排出泵体；
d. 齿轮再次回到吸入孔位置，准备吸入新的液体。
通过这样的工作循环，齿轮泵能够不间断地将液体从吸入口吸入并排出至出口，从而实现液体的输送。
齿轮泵的优点包括结构简单、体积小、流量稳定等。
然而，由于齿轮与泵体之间的间隙，其密封性较差，可能会有一定的泄漏现象。
因此，在某些情况下，需根据具体要求选择适合的密封材料和密封方式。
总的来说，齿轮泵通过齿轮的旋转来改变泵腔内的容积，从而吸入和排出液体。
其工作原理简明清晰，广泛应用于各种工况下的液体输送。
齿轮泵
齿轮泵齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。
由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。
吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。
齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
1工作原理齿轮泵的概念齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。
来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。
在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。
因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被排除了。
由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。
随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。
泵的流量直接与泵的转速有关。
实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100%，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100%地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。
然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93%～98%的效率。
对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。
如果有一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，泵则会推动流体通过它们。
如果这个阻尼器在工作中变化，亦即如果滤网变脏、堵塞了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装置中最弱的部件的机械极限(通常装有一个扭矩限制器)。
对于一台泵的转速，实际上是有限制的，这主要取决于工艺流体，如果传送的是油类，泵则能以很高的速度转动，但当流体是一种高粘度的聚合物熔体时，这种限制就会大幅度降低。
液压与气压传动 齿轮泵PPT课件
•流量的计算和流量脉动 排量V= Dhb =2zm2b = 6.66 zm2b 流量q = 6.66 zm2bnv
流量脉动 ( qmax–qmin)/q ， z
愈小愈大。
2
2
1-壳体 2-前端盖 3-传动轴 4,5-轴承套 6-后端盖 7-主动齿轮 8-从动齿轮 9-密封圈
3 3
◆结构特点
•困油现象：因齿轮啮 压
第三章 主讲老师:向北平
1 1
第二节 齿轮泵
工作原理：齿轮两侧端盖、壳体、齿轮的 各个齿间槽组成许多密封工作腔。按图示 方向旋转时，齿轮从右侧退出啮合露出齿 尖使密封工作腔容积增大，齿轮泵吸油 齿 轮在左侧进入啮合，齿间被对方的轮齿占 了位置，密封工作容积减小，齿轮泵排油 (动画：3.2-1外啮合齿轮泵拆装；动画：3.2-2外啮合 齿轮泵的工作原理 )
7 7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
◆优缺点：
结构简单、尺寸小、重量轻、价格低、 工作可靠 自吸能力强、对油液污染不敏感。 泄漏量大、工作压力低。流量脉动大。 •提高工作压力的措施： 减小端面泄漏。齿轮端面间隙自动补偿。
8 8
9 9
吸
合系数大于1,两对齿轮
同时啮合形成密封腔，
密封腔的容积随齿轮
转动先减小后增大；
减小时使被困油挤出
产生高压，增大时会
造成真空产生气穴现
象。
4 4
◆结构特点
•困油现象：因齿轮啮合系数大于1,两对齿 轮同时啮合形成密封腔，密封腔的容积随齿 轮转动先减小后增大；减小时使被困油挤出 产生高压，增大时会造成真空产生气穴现象。 消除方法：在侧盖板上开卸荷槽，使密封 腔容积减小时与 压油腔相通，增大时与吸 油腔相通。
5 5
3第三章液压泵及液压马达(1)
2. 工作原理
3. 流量
q 2 k z m2 b n V
4. 特点
流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低； 加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。
（二）摆线形内啮合齿轮泵
1 . 主要组成
摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及 前后端盖等组成。且两齿轮相差一个齿。
2. 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↓
三 液压泵（马达）的性能参数
液压泵（马达）的性能参数主要有： 压力 转速
排量和流量 功率和效率
一、 排量、流量和压力
1. 压 力
⑴ 工作压力（p） —— 液压泵（或马达）工作时输出液体的实际压力。 其值取决于负载（包括管路阻力）。
(2) 额定压力（p n）—— 油泵（或马达）铭牌上标注的压力值。指在 连续运转情况下所允许使用的工作压力。它能使泵（或马达）具有较高的 容积效率和较长的使用寿命。
轴套 采用浮动轴套的中高压齿轮泵结构图
2. 高压内啮合齿轮泵
➢ 轴向间隙补偿原理
与外啮合齿轮泵浮动侧板的补偿相似，也是利用背压使两侧的浮 动侧板紧贴在小齿轮、内齿环和填隙片端面上；磨损后，也可利用背 压自动补偿。
➢ 径向间隙补偿原理
径向半圆支承块（15）的下面也有两个背压室，各背压室均与压 油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环（6）又 推动填隙片与小齿轮齿顶相接触，形成高压区的径向密封。同时，可 自动补偿各相对运动间的磨损。
qt qm
qm q qm
1
q qm
(6) 马达总效率（ηm）
液压马达的总效率是实际输出功率与实际输入功率的比值，即：
m
第三章液压泵
第3章液压泵内容提要本章主要介绍液压动力元件的几种典型液压泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、基本结构、性能特点及应用范围等）。
基本要求、重点和难点基本要求：掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、结构特点。
了解各类泵的典型结构及应用范围。
重点：通过本章学习，要求掌握液压泵的工作原理、功能、性能参数（压力和流量等）、性能特点及应用范围。
难点： ①密闭容积的确定（特别是齿轮泵）。
②容积效率的概念。
③额定压力和实际压力的概念。
④外反馈限压式变量叶片泵的特性。
⑤柱塞泵的变量机构。
3.1液压泵基本概述液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机（电动机、柴油机等）输入的机械能（转矩T 和角速度ω）转换为压力能（压力p 和流量q ）输出，为执行元件提供压力油。
液压泵.的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性，在液压传动中占有极其重要的地位。
3.1.1液压泵的工作原理如图3-1所示，单柱塞泵由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、缸体4和单向阀5、6等组成，柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。
当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时，柱塞在弹簧力的作用下向下运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积增大，形成真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经单向阀5进入其内（单向阀6关闭）。
这一过程称为吸油，当偏心轮的几何中心转到最下点O 1/时，容积增大到极限位置，吸油终止。
吸油过程完成后，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积减小，油液受挤压经单向阀6排出（单向阀5关闭），这一过程称为排油，当偏心轮的几何中心转到最上点O 1//时，容积减小至极限位置，排油终止。
偏心轮连续旋转，柱塞上下往复运动，泵在半个周期内吸油、半个周期内排油，在一个周期内吸排油各一次。
图3-1 单柱塞泵工作原理 1-偏心轮 2-柱塞 3-弹簧 4-缸体 5、6-单向阀 7-油箱如果记柱塞直径为d ，偏心轮偏心距为e ，则柱塞向上最大行程e s 2=，排出的油液体积2422e d s d V ππ==。
液压元件与系统 第3版 教学课件 李壮云 3_第三章 齿轮泵及螺杆泵
一、外啮合齿轮泵的瞬时流量
1.分析瞬时流量的意义和方法 2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
1.分析瞬时流量的意义和方法
1)容积变化法。容积变化法是指利用容积变化原理分析瞬时流量的方法。 例如，在某些情况下，直接根据排油腔容积的变化就可推导出理论瞬时流 量的计算公式。
2)能量平衡法。能量平衡法是指在不计各种损失的前提下，利用输入功率 等于输出功率的原理分析瞬时流量的方法。
(3)齿面啮合处(啮合点)的泄漏 之间密封不好而造成泄漏。
由于啮合点接触不好，使高压腔和低压腔
1.齿轮泵的泄漏途径
图3-8 齿轮泵顶隙的泄漏流动 a)压差流动 b)剪切流动 c)合成的泄漏流动
2.轴向端面间隙的自动补偿
(1)采用弹性侧板(或称挠性侧板)的自动补偿装置 (2)采用浮动轴套的轴向间隙自动补偿装置 (3)液压补偿装置设计的一般原则
3)图解法。图解法是指根据容积变化原理，利用图解来分析瞬时流量的方 法。
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
图3-1 齿轮泵工作原理图
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
(3-1)
(3-2)
(3-3)
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
图3-2 曲线ABO旋转扫过的面积
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
(3-4)
1.理论排量及理论流量
(3-10)
（3-11）
2.排量和流量的近似计算公式
（3-12）
（3-13）
（3-14）
3.流量品质
(1)流量不均匀系数 流量不均匀系数δq可定义为)流量脉动频率fq 流量脉动频率fq是指单位时间内流量脉动的次数。
(1)流量不均匀系数
6—齿轮
第三节
外啮合齿轮泵高压化需要解决的主要问题
齿轮泵
3. 机械轴封属于较精密的部件 拆装时要防止损伤密封元件 安装时应在轴上涂滑油，按正确次序装入，用 手推动环时应有浮动性。 上紧轴封盖时要均匀，机械轴封一定要防止干 摩擦。
齿轮泵管理要点
齿轮泵径向力的分布
齿轮啮合时，主从动齿轮将产生一种大小 相等，方向相反的啮合力。对主动齿轮， 啮合力和主动齿轮的转动方向相反， 二力 的夹角为钝角，故合成后的径向力F1较小； 而从动齿轮，其啮合力与转动方向相同， 所以被动齿轮所受两力夹角较小，故合成 后的径向力F2很大。因此，齿轮泵的被动齿 轮轴承往往先损坏，故在拆检齿轮泵时应 首先检查被动齿轮轴和轴承。
另外还可通过在盖板上开 设平衡槽，使它们分别与 低、高压腔相通，产生一 个与液压径向力平衡的作 用。
平衡径向力的措施都是以 增加径向泄漏为代价。
3、泄漏
齿侧泄漏— 约占齿轮泵总泄漏量的 5%
径向泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的 20%~25%
端面泄漏* —约占齿轮泵总泄漏量的 75%~80%
总之：泵压力愈高，泄漏愈大。
随着齿轮泵工作压力的提高，齿轮泵的齿 轮轴和轴承所受的径向不平衡力很大，会 使齿轮轴产生弯曲变形，加剧了齿顶对泵 体的磨损，也严重影响着齿轮泵轴承的寿 命，进而影响着泵的寿命。
减小径向力的措施：
为了提高齿轮泵的使用寿命应设法减 小径向不平衡力，通常在齿轮泵的结 构上采取一些措施，如减小排油口尺 寸（或将排油口制成矩形）、扩大压 油区、扩大吸油区等。
浮动轴套式
外啮合齿轮泵的优缺点
优点：结构简单，尺寸小，重量轻，制造 方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强， 对油污污染不敏感，维护容易。
齿轮泵课件
VS
详细描述
齿轮泵的材料选择需要考虑耐磨性、耐腐 蚀性、强度、韧性等多种因素。常用的材 料包括铸铁、铸钢、不锈钢、合金钢等， 需要根据具体要求进行选择。
齿轮泵的制造工艺
总结词
制造工艺对于齿轮泵的性能和可靠性具有重要影响，需要采用先进的制造工艺和技术。
详细描述
齿轮泵的制造工艺包括铸造、锻造、热处理、加工、装配等环节。需要采用先进的工艺 和技术，确保齿轮泵的精度、性能和可靠性。同时，还需要加强质量控制和检测，确保
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长寿命化
长寿命化是齿轮泵未来发展的另一个重要趋势。随着工业生产的不断扩大和设备连续运转时间的增加 ，对齿轮泵的寿命要求也越来越高。为了满足这一需求，齿轮泵在设计和制造过程中需要采取一系列 措施来提高其寿命。
长寿命化的实现需要从多个方面入手，包括选用高强度材料、优化结构设计、提高制造精度和进行可 靠性试验等。通过这些措施，可以显著提高齿轮泵的寿命，减少维修和更换成本，提高其经济性能。
齿轮泵课件
目录
• 齿轮泵概述 • 齿轮泵的种类与特点 • 齿轮泵的设计与制造 • 齿轮泵的性能参数与测试 • 齿轮泵的维护与保养 • 齿轮泵的发展趋势与未来展望
01
齿轮泵概述
齿轮泵的定义
总结词
齿轮泵是一种通过齿轮的啮合来传递动力的流体机械。
详细描述
齿轮泵是一种旋转式泵，它通过一对或多个齿轮的啮合来传递动力，实现流体输送。齿轮泵具 有结构简单、工作可靠、维护方便等优点，广泛应用于石油、化工、矿山、农业等领域。
高压齿轮泵
总结词
高压力、耐磨性好、寿命长
详细描述
高压齿轮泵是指能够承受较高压力的齿轮泵，其材料和结构设计能够承受较高的压力，因此具有较好 的耐磨性和较长的寿命。高压齿轮泵适用于需要高压力的场合，如液压机等。
第三章 齿轮泵
2 i 2
R、Ri－－齿轮节圆半径 和齿根圆半径 4）卸荷槽深度h
v = qB max (hc) £ 3 ~ 5m / s qB max h³ (3 ~ 5)c
液压力对从动齿轮产生的液压力矩为：
1 T2 = BDp ( Re2 - Rc22 ) 2
为简化计算：
Rc1 = Rc 2 = R = 节圆直径
径向力为：
1 FT = BDp ( Re2 - R 2 ) 2R
3.径向力的合成 一般取: φ’ =2π-φ”=500~600 采用近似公式计算径向力并作为轴承设计的依据
qB max - -困油容积的变化率最大值
根据经验，使
h ³ 0.8m 即可满足条件
开设卸荷槽后工作情况：
2. 对称布置的双圆形卸荷槽 自学
（二）相对齿轮中心连线不对称布置的双卸荷槽
常用方法：向低压侧偏移的不对称布置的双卸荷槽 开设原则：在保证高低压腔互不沟通的前提下，使Va在压
缩到最小值的过程中始终与压油腔相通。将双对称卸荷槽 从压油腔方向向吸油腔方向偏移一段距离。 问题：可能出现真空，但真空不严重。吸空在困油现象中并 不是矛盾的主要方面。
第二节 外啮合齿轮泵的困油现象及卸荷措施 一、困油现象 为了使齿轮泵能连续供油，就要求齿轮啮合的重 叠系数ε＞1，这样就有两对轮齿同时啮合，从而 形成闭死容积。齿轮在啮合的过程中，闭死容积的 大小是发生变化的，由大变小时，油液受压使压力 急剧升高；由小变大时，压力降低，产生真空；由 此封闭容积大小发生变化造成压力急剧变化的现象 称为困油现象。
则理论排量为： V = 2p B( Re2 - R 2 -
齿轮泵
2.工作可靠
压力板是径向和轴向压力补偿的主要元件，可以减轻轴承载荷和自动调节齿轮泵轴向间隙，从而有效地提高 了齿轮泵的性能指标和工作可靠性;GM5、GPC4系列齿轮马达可以提供单旋向不带前轴承，双旋向不带前轴承和单 旋向带前轴承，双旋向带前轴承四种结构型式，其中带前轴承的齿轮马达可以承受径向力和轴向力。
对策：a、检查电源；b、检查电动机；c、打开安全罩，盘车检查；d、检查仪表联锁系统；e、停车后，正 反转盘车确认； f、盘车确认
（6）故障现象：密封漏油 产生原因：a、轴封未调整好；b、密封圈磨损而间隙大；c、机械密封动、静环摩擦面随坏；d、弹簧松弛 对策：a、重新调整；b、适量拧紧压盖螺栓或更换密封圈；c、更换动、静环或重新研磨；d、更换弹簧
运行维护
起动
停车
齿轮泵（1）启动前检查全部管路法兰，接头的密封性。 （2）盘动联轴器，无摩擦及碰撞声音。 （3）首次启动应向泵内注入输送液体。 （4）启动前应全开吸入和排出管路中的阀门，严禁闭阀启动。 （5）验证电机转动方向后，启动电机。
（1）关闭电动机。 （2）关闭泵的进、出口阀门。
第三章液压齿轮泵
《液压与气压传动技术》
§3．2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵 主要优点：结构简单、制造方便、价格低廉、体积小、重量轻、
自吸性好、对油液污染不敏感、工作可靠； 主要缺点：流量和压力脉动大、噪声大、排量不可调。
应用：齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。
近似排量：Vdh2 b zm 2b
实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少 误差越大，因此,在实际计算中用3.33~3.50来代替上式中π 值，齿数少时取大值。
V(6.66~7)zm 2b
由此得齿轮泵的输出流量为:
q《 液(压6 与.气6压传~ 6 动技7术)》zm 2bnv
《液压与气压传动技术》
2、开设平衡槽的办法。
《液压与气压传动技术》
平衡槽解决径向不平衡力
《液压与气压传动技术》
平衡槽解决径向不平衡力
《液压与气压传动技术》
3.2.3.3 齿轮泵的泄漏途径及端面间隙的自动补偿 齿轮泵的三条泄漏途经：
一、通过齿轮啮合线处的间隙—齿侧间隙； 二、通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙—齿顶间隙； 三、通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙。
为了提高齿轮泵 的压力和容积效 率，实现齿轮泵 的高压化，需要 从结构上采取措 施，对端面间隙 进行自动补偿。
数学拓展：渐开线
• 将一个圆轴固定在一个平面上，轴上缠线，拉紧一个线头， 让该线绕圆轴运动且始终与圆轴相切，那么线上一个定点在 该平面上的轨迹就是渐开线。
• 直线在圆上纯滚动时，直线上一点K的轨迹称为该圆的渐开 线，该圆称为渐开线的基圆，直线称为渐开线的发生线。
一、泄漏，二、脉动，三、径向力，四、困油。
齿轮泵的结构及其工作原理 PPT
教材分析—确定教学目标
知识目标
掌握齿轮泵的组成结构； 会分析其工作原理，及其齿轮泵的困油现象；
了解齿轮泵拆分和安装方法；
能力目标
通过教学培养学生分析问题的能力、运用知识 的能力及理论联系实际的能力。
情感目标
通过任务驱动法、分组讨论法等教学方法培养 学生勤于思考，敢于创新的能力及团队意识和 协作能力。
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的学习积极性不够高。课堂上好动、注意力易分散、爱发表见 解,希望得到老师的表扬。
针对学生这些特点,应积极采纳形象生动、形式多样的教学方法 与学习方式,来激发学生兴趣,有效地培养学生能力,促进学生个性发展, 将培养学生的学习能力贯穿教学过程始终。
三、教学方法
任务驱动法
明确学习任务——掌握。 学生有了任务，有了目标， 学习兴趣得到激发，对本课 程教学目标实现意义十分重 大。
齿轮泵的结构及其工作原理
提纲
1
教材分析
2
学情分析
3
教法设计
4
教学过程
一、教材分析
地位 作用
教育部高职高专规划教材专业基 础系列《液压与气动技术》第三章 第二讲《齿轮泵》。
在此之前，教材中安排了液压 泵概述，为过渡到本节的学习做好 了铺垫，本节内容的学习是液压泵 概述的延伸，同时为以后学习更复 杂的液压系统回路打下坚实的基础。
分组讨论法
教学方法—学习方法
我们常说:“现代的文盲不是不明白字人,而 是没有掌握学习方法的人,”因而在教学过中,我 特别注重对学生学习方法的指导。让学生从机械 的“学答”向“学问”转变,从“学会”向“会 学”转变。成为学习真正的主人。这节课在指导 学生学习方法与培养学生学习能力方面主要采取 了以下方法:考虑评价法、分析归纳法、自主探 究法、反思总结法。
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第五节 内啮合齿轮泵
1.月牙形隔板式内啮合齿轮泵
工作原理：
• 内啮合齿轮泵的最大优点是：无困油现象，流量 脉动较外啮合齿轮泵小，噪声低。当采用轴向和 径向间隙补偿措施后，泵的额定压力可达32MPa， 容积效率和总效率均较高。
二、摆线转子泵
• 摆线转子泵是以摆线成型、 外转子比内转子多一个齿 的内啮合齿轮泵。
-
pd B(Re
-
Rc1 )
Re
+ Rc1 2
=
1 2
BDp(Re2
-
Rc21 )
液压力对从动齿轮产生的液压力矩为：
T2 =
1 2
BDp(Re2
-
Rc22 )
为简化计算：
Rc1 = Rc2 = R = 节圆直径
径向力为：
FT
=
1 2R
BDp(Re2
-
R2
)
3.径向力的合成
一般取: φ’ =2π-φ”=500~600 采用近似公式计算径向力并作为轴承设计的依据
困油现象示意图
动画
二、卸荷措施
在端盖上、浮动侧板上或浮动轴套等零件上开卸 荷槽。
卸荷槽的结构形式较多，卸荷原理相同，即在保 证高低压腔互不沟通的前提下，设法使困油容积 与高压腔或低压腔相通。
（一）相对齿轮中心连线对称布置的双卸荷槽
开卸荷槽的原则： 1）当闭死容积最小时，与吸、压油口都不相通； 2）当闭死容积由大变小时，与压油腔相通； 3）当闭死容积由小变大时，与吸油腔相通。
¾ 扩大压油腔:即只保留靠 近吸油腔(压油腔）的 1~2个齿起密封作用。
第四节 中高压齿轮泵的结构特点
低压齿轮泵不能在高压下使用的原因： （1）间隙固定，压力提高，泄漏增加，容积效率下降； （2）压力升高，不平衡径向力增大，导致轴承失效。
一、提高容积效率的措施： （一）轴向间隙自动补偿 浮动轴套或浮动侧板、弹 性侧板。 1.工作原理
主 F1 = 0.75DpBDe
从
F1 < F2
一般轴承设计按F2的值计算
F2 = 0.85DpBDe
二、减小径向力的措施
1．合理地选择齿轮模数m：
对于相同排量的齿轮
泵，增大模数可以减小
径向力。
Fi
= K¢DpBDe
=
K ¢Dp
2p K
(1+ 2) V zm
K¢ = 0.75 / 0.85
2．改变沿齿轮圆周方向的 压力分布规律
第三节 外啮合齿轮泵的径向力
一、径向力的计算 1.齿轮圆周液体压力 所产生的径向力Fp
j¢----齿轮与低压腔接触区段夹角
2p - j¢¢----齿轮与高压腔接触区
段夹角
j¢¢ - j¢ ----高压腔与低压腔之间
过渡区段夹角
为计算简便,假定
(1)所有液压力都作用在齿顶 圆上;
(2)中心线与进油口边缘的夹 角φ’=const;
-
(tj 2
cos
a)2
ù ú úúû
R、Ri－－齿轮节圆半径
和齿根圆半径
4）卸荷槽深度h
v = qBmax (hc) £ 3 ~ 5m / s h ³ qBmax
(3 ~ 5)c
qBmax - -困油容积的变化率最大值
根据经验，使
h ³ 0.8m 即可满足条件
开设卸荷槽后工作情况：
2. 对称布置的双圆形卸荷槽 自学
Bw (Re2
-
R2
-
t
2 j
)
12
一对齿啮合过程中 齿轮泵瞬时流量
流量不均匀系数：
dq
=
(qsh )max - (qsh )min qt
齿轮泵流量 不均匀系数：
dq
=
4(Re2
t
2 j
- R2
-
t
2 j
)
12
=
(p mcosan )2
4(Re2
-
R2
-
t
2 j
)
12
dq
=
3p 2 cos2 12(Z +1) - p 2
cmin = lAC sin a = et j sin a = ep m cos an 1- cos2 a
= ep m cos an
1
-
(
mz A
cos
an
)2
最佳c值的确定原则：使卸荷槽两端刚好与两个齿轮
的齿根圆相接。
c = 2(R -
é Ri2 - (a / 2)2 = 2 êêêëR -
Ri2
第三章 齿轮泵
Gear pump
低压齿轮泵：2.5MPa 中高压齿轮泵：16~20MPa 高压齿轮泵：32MPa 齿轮泵：外啮合式，内啮合式
第一节 外啮合齿轮泵的工作原理及流量公式
一、外啮合齿轮泵的工作原理 结构：泵体、前后端盖及一对外啮合齿轮
工作原理：
动画
二、瞬时流量及排量
液压系统的工作质量的好坏与泵的瞬时流量有直 接关系。如果泵的瞬时流量脉动大,不仅会使液压 缸运动平稳性,液压马达回转平稳性变差,而且会 引起压力脉动,进而使管道,阀门乃至系统振动,并 发出很强的噪声,这对于轴和轴承的寿命,对管接 头和密封都有破坏性影响,为此必须分析瞬时流量。
200 cos2
200
(an = 200 )
Z↑,δq↓，αn↑， δq↓ 增加齿数和压力角可减小流量不均匀系数
四、齿轮的齿形修正
1.齿轮产生根切的危害
使重合度ε<1,破坏齿轮传动的连续性，产 生撞击和噪声；在不连续传动的瞬间，使高压 区油液流回低压区，导致容积效率下降；削弱 齿根强度。
2.齿形的修正
( ) df
dt
= w R0,因而上式可改写成为
dV
=
qsh dt
=
æ ççè
B R0
ö ÷÷ø
Re2 - R2 - f 2
df
对于一对齿，啮合点到节点的距离f = f1时开始排油，
f = f2时，排油结束。这一对齿排出液体的体积为：
ò ( ) Vi =
f2 f1
æ ççè
B R0
ö ÷÷ø
Re2 - R2 - f 2
三、流量不均匀系数
qsh
qsh = Bw (Re2 - R2 - f 2 )
f变，qsh变
f =0
( ) qsh max = Bw (Re2 - R2 )
-π/z
π/z
Φ＝ωt
( ) f = ±0.5t j
qsh
min
=
Bw (Re2
-
R2
-
0.25t
2 j
)
泵的理论流量
qt
=
wV 2p ´60
=
• 双矩形卸荷槽 • 双圆形卸荷槽
1.对称布置的双矩形卸荷槽
1）两卸荷槽的间距a
a
=
tj
cos a
=
p
m cosan
mz A
cos a n
=
p
zm2 A
cos2
an
齿轮啮 合角
刀具齿 形角
两齿轮 中心距
2）高压侧和低压侧的卸荷槽边缘与齿轮中心连线之 间的距离 b = a / 2
3）卸荷槽宽度c
Cmin是实际啮合线 长度LAC在中心线 上的投影
（二）轴向、径向间隙同时补偿 自学
二、轴承
滚针轴承：对润滑油(即泵的工作油)的清洁度 要求较低，温度的变化对承裁能力的影响 小；
滑动轴承：承载能力大、结构紧凑、工作平 稳、噪声低。
高压齿轮泵选用较小的B/m值，增大齿轮和轴的直径
润滑方式：
（1）利用高压泄漏油润滑：齿轮端面泄露油引入轴承腔 （2）螺旋吸油式低压润滑：轴承孔内开螺旋槽吸入外端低压油液 （3）利用困油容积扩大及齿轮脱开啮合时形成的真空实
Fpx
=
Fp' x
+
Fp"x
+
F "' px
=
BReDp
cos j " j"
- cosj ' -j'
Fpy
=
Fp' y
+ Fp"y
+
F "' py
=
- BRe Dp(1 -
sin j " j"
-
sin
j'
j
'
)
FP = FP2x + FP2y
当 j ' = 2p -j", cosj ' = cosj", sinj" = - sinj '
df
齿轮转过一周（即转过z个齿）排出的液体体积
ò ( ) V = zVi =
f2 f1
æ ççè
Bz R0
ö ÷÷ø
Re2 - R2 - f 2
df
f
= -0.5t j时开始排油，f
=
0.5t
时结束排油。
j
则理论排量为：
V
=
2p
B(Re
2 j
)
12
排量近似计算方法：
已知：V= π D h B
p
=
pd
+ pg - pd (j j "-j '
-j
')
j " £ j £ 2p , p = pg = const
液压力在从动轮上产生的径 向力与主动齿轮完全相同
主动齿轮径向力计算
主动齿轮的齿顶圆上取一微 小面积 dA = BRedj
则 dFp = pdA = pBRedj