消除外啮合斜齿齿轮泵困油现象的方法_杨国来

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设计计算
试验研究
消除外啮合斜齿齿轮泵困油现象的方法＊
２，杨国来１，刘小雄１，曹文斌１，谢松林３，尚文娟４
（兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州７兰州理工大学温州泵阀工程研究院，浙江温州３１．３００５０；２．２５１０５；）浙江麦得机器有限公司，浙江温州３兰州理工大学材料科学与工程学院，甘肃兰州７３．２５１０５；４．３００５０
直齿轮在啮合传动时，两齿轮突然沿整个齿宽接触，又突然沿整个齿宽离开，所以在直齿轮泵里，两齿轮一进入啮合就把高低压油腔隔开，因而，直齿而两个轮泵连续输出压力油的条件是重合度ε≥１；斜齿齿轮啮合传动时，由于存在螺旋角β，其在齿面的接触线先由短变长，再由长变短，直至脱离啮合。
ＬＡＣ＋ＬＤＥ＋ＬＢＤ２ｂｔａｎＬＢＤｂ β ＝＋ ε＝ｐｂｐｂｐｂｔｔｔ
２ｂｔａｎｂ β 综合上述２式有ε ≥ １＋ｐｂｔ式中，ｂ是齿宽；ｂ是基圆上的螺旋角。 β （）２
２ｂｓｉｎ β ＋１（）经化简有：３ ε≥ ｍｎ π 式中，ｍｎ是齿轮法面 β 是齿轮分度圆上的螺旋角；模数。式３为斜齿齿轮泵高低压油连续输出压力油所必须的重合度条件，当螺旋角 β ＝０时，重合度即为直齿齿轮泵的重合度条件。 ε≥０，由机械原理知斜齿轮的重合度定义：（）总重合度ε ＝ε ４ ε α＋ β 式中，分别为斜齿轮端面重合度与轴向重合 ε ε α 、 β 度。））ｚｔａｎａｎ＇ｔａｎａｎ＇ α α α α ＋ｚ１（ｔ１－ｔ２（ｔ２－ｔ ε α ＝２ π
制造维护方便、价格便齿轮泵因具有结构紧凑、宜、抗污染能力强等特点，被广泛应用于工业生产中，但其困油现象一直是困扰液压界的问题。产生前一对齿尚未困油现象是由于齿轮泵运转过程中，脱开啮合，后一对齿进入啮合，在这段时间内，两对轮齿同时啮合，轮齿之间形成与吸压油腔不相通的闭死容积。齿轮继续旋转，闭死容积的大小发生变化，从而引起该区域内的液体压力急剧变化，出现压力冲击、气蚀、噪声等危害液压泵的现象。常用的避免困油现象的方法是采用卸荷槽，但由于其对工艺要求较高，效果不是太理想。本文通过外啮合斜齿轮泵在困油过程中齿轮几何参数的分提出了减小流量脉动、消除困油现象的措施。析，
１２１１３４，，ＹＡＮＧＧｕｏｌａｉＬＩＵＸｉａｏｘｉｏｎＣＡＯＷｅｎｂｉｎＸＩＥＳｏｎｌｉｎＳＨＡＮＧＷｅｎｕａｎ，ｇ，ｇｊ，
（，，；１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｉｎｅｅｒｉｎＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＬａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａｇｙｇｇｙｇｙ，，；２．ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷｅｎｚｈｏｕＰｕｍ＆ＶａｌｖｅＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＷｅｎｚｈｏｕ３２５１０５，Ｃｈｉｎａｇｇｐｙｇｙ，，；，３．ＺｈｅｉａｎＭａｉｄｅＭａｃｈｉｎｅＣｏ．ＬｔｄＷｅｎｚｈｏｕ３２５１０５，Ｃｈｉｎａ４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｇｇｇ，）ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＬａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａｙｇｙ：ＡｂｓｔｒａｃｔＡｃｃｏｒｄｉｎｔｏｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｅａｒｕｍｒｏｄｕｃｅｏｉｌｔｒａｅｄａｎｄｉｎｃｌｉｎｅｄｅａｒｍｅｓｈｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒ－ｇｇｐｐｐｐｐｇｇ，ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｔｈｅｏｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｈｅｌｉｃａｌｗａｓａｎａｌｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｆｏｒｍｕｌａａｂｏｕｔｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｒａｔｉｏｗａｓｅａｒｕｍｐｙｇｐｐ，ｉｎｆｅｒｒｅｄｗｈｅｎｏｉｌｔｒａｅｄｈａｅｎｅｄｄｒｅｗａｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｏｆｏｉｌｔｒａｅｄｃａｎｂｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｂｈｅｎｏｍｅｎｏｎｈｅｎｏｍｅｎｏｎｐｐｐｐｐｐｙｐｐ，ｔｈｅｏｆｔｈｅｈｅｌｉｃａｌｔｈｅｒａｎｅｏｆｈｅｌｉｃａｌａｎｌｅｗｉｔｈｏｕｔｔｒａｅｄｏｉｌｗａｓｅｏｍｅｔｒｉｃａｒａｍｅｔｅｒｓｅａｒｕｍｈｅｎｏｍｅｎａｏｔｉｍｉｚｉｎｇｇｐｐｇｐｇｐｐｐｐｇｉｖｅｎａｅｒｒｏｖｉｄｅｄ．ｉｎｔｈｉｓａｎｄｉｍｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｗａｓｇｐｐｐｐｐｐ：，，，，ＫｅｗｏｒｄｓＧｅａｒｕｍＳｕｒｅａｒｕｍＴｒａｉｎｏｉｌＣｏｎｔａｃｔｒａｔｉｏＳｉｒａｌａｎｌｅｐｐｐｇｐｐｐｐｇｐｇｙ
／会出现２对轮齿同时处于度＞１＋２ｂｓｉｎｍｎ时， π β 全齿宽啮合状态，与直齿轮泵一样产生困油现象。
２传统的消除方法及其不足
齿轮泵困油现象是保证吸、排油腔不相互串通有关资料和相关必然造成的后果。根据现行机构、网站得知，传统的消除方法是利用卸荷槽结构。例后端盖上都铣有２个卸荷槽如ＣＢ型齿轮泵的前、（），见图２其中的１个卸荷槽与泵的排油腔相通，ｄ另１个则与吸油腔相通，当困油容积变小时（且未达，使困油容积与通向排油腔的卸荷到最小容积之前）槽相通，以将困油区中的油液排出；当困油容积由小，变大时（且未达到最大容积之前）使困油容积与通以实现补油。向吸油腔的卸荷槽相通，
根据齿轮泵产生困油的条件及斜齿轮啮合传动的特点，分析了斜齿轮泵运行特性。推导了摘要：得出可以利用斜齿轮泵的优化齿轮几何参数消除困油现象的结论，产生困油现象时重合度的有关公式，给出了不困油时螺旋角的范围，对工程应用有重要的参考价值。关键词：齿轮泵；斜齿齿轮泵；困油；重合度；螺旋角中图分类号：ＴＨ１３７文献标志码：ＡＭｅｔｈｏｄｏｆＥｌｉｍｉｎａｔｉｎｔｈｅＰｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆＳｕｒｒｏｕｎｄｅｄＯｉｌｉｎｔｈｅＭｅｒｓｈｉｎＨｅｌｉｃａｌＧｅａｒＰｕｍｇｇｐ
ｌｌ２ｂｔａｎ２ｂｓｉｎＡＣ＋ＤＥｂ β β ε ＝＝２＝ｍｎ π ｐｂｐｂｔｔ故有： ε ε １＝ε－２＝
（）６
）ｂｚｔａｎａｎ＇ α α ｓｉｎ１（ｎ１－ｔ β （）７－ｍ π π ｎ可见，当斜齿轮的全齿重合度＞１时，即当重合

，作者简介：徐பைடு நூலகம் 宁（男，主要从事机电工程和机械电１９８８－）
责任编辑王逸寰
《新技术新工艺》设计计算与试验研究
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０１２年第４期新技术新工艺２此齿轮旋向图１为斜齿轮传动啮合面展开图，轮齿从Ｅ在Ａ为左旋，Ｆ处进入啮合，Ｂ处脱离啮合，ＥＦ和ＡＢ之间为齿轮的啮合区域。当一对轮齿的啮合线在Ａ两啮合齿处于不完全ＢＣ区间上，啮合状态，虽然能够连续传动，但不能把高低压油腔分离开，起不到油封的作用；当两轮的啮合线处于两啮合齿处于完全啮合状态，不但ＢＣＦＤ区间时，能够连续传动，还能将高低压油腔分开；当两啮合齿两啮合齿又处于不完全的啮合线处于ＤＥＦ内时，啮合状态，不能将高低压油腔分开。所以为使斜齿就必须齿轮泵连续运转且能将高低压油腔分离开，使前一对轮齿的啮合线离开全齿啮合区ＢＣＦＤ时，下一对轮齿的啮合线进入区间Ｂ１Ｃ而要使Ｆ１Ｄ１，１两对轮齿在啮合过程中始终有啮合线位于全齿宽啮则需要：合区间内，式中，ＬＢＢ１基节。斜齿齿轮的重合度ε 为：（）ＬＢＢ１ ≥ ｐ１ｂｔ是Ｂ与Ｂ１之间的距离；ｐｂｔ是轮齿断面成。一部分为全齿宽啮合部分，称为ε 另一部分１，称为ε 是不完全齿宽啮合部分，２。其中：
图１斜齿齿轮传动啮合面展开图
１斜齿轮泵产生困油的条件
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵
５５５７．－）５１１６８０２０＊国家自然科学基金资助项目（子工程等方面的研究。收稿日期：２０１１年１２月９日