提高外啮合齿轮泵容积效率的创新设计
最新外啮合齿轮泵的设计
外啮合齿轮泵的设计图1 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。
齿轮泵是容积式回转泵的一种，其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮（主动轮）固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮（从动轮）装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合（齿与齿啮合前），然后进入压油管排出。
齿轮泵的主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻、造价低。
但与其他类型泵比较，有效率低、振动大、噪音大和易磨损的缺点。
齿轮泵适合于输送黏稠液体外啮合齿轮泵的设计设计齿轮泵时，应该在保证所需性能和寿命的前提下，尽可能使尺寸小、重量轻、制造容易、成本低，以求技术上先进，经济上合理。
我们已知某润滑油泵工作压差p ∆=７０（bar ）和排量q=62582(ml/r)用Y132S-4电动机作为原动机带动油泵的正常工作。
一．定刀具角n a 和齿顶高系数o f采用标准刀具， 20=n a ，齿顶高系数1=o f二．选齿数Z排量与齿数，查资料《液压文件》中查得)/(10232r ml B Zm q -⨯=π（1-1）考虑到实际上齿间的容积比轮齿的有效体积稍大，所以齿轮泵的理论排量应比按式（1-1）计算的值大一些，并且齿数越少差值越大。
高容积率低流量脉动外啮合齿轮泵设计技术研究
杜 静 ， 文胜 。 陈
（ ．重庆 大 学 机 械 工 程 学 院 ， 庆 ４ ０ ４ ； ．重 庆 液 压 机 电有 限公 司 ， １ 重 ００４２ 重庆 ４ ２ ６ ） ０ １ ０
摘 要 ： 通过 对瞬 态流量进 行分 析 ， 讨 了影响 齿轮原 脉 动 和容 积率 大 小 ， 探 齿轮 泵 瞬 态流量 以及 齿轮 泵 困油容积 和瞬 态 困油量等 问题 ， 到 了降低 外啮合 齿轮 泵 流量 脉 动措 施 。通过 建 立 齿轮 泵 间 隙泄 漏模 得
和容积效 率大 小 、 轮泵 瞬 态 流量 以及 齿 轮泵 困油 齿 容 积和 瞬态 困油量 等问题 ， 建立 问 隙泄漏模 型 ， 对齿 轮泵 间 隙进行优 化 设 计 ， 高 效低 噪 声 齿 轮泵 结 构 为
优化 设计 提供依 据 。
１ 齿 轮 泵 瞬 态 流 量
在如 图 １ 示 的外 啮合 齿 轮泵 中， 动轮 １转 所 主
网络 化 设 计 与 制 造 和 数 字 化 制 造 的研 究 。 收 稿 日期 ：００年 ３ ８ 日 ２１ 月
＊ 同 济 大 学 西 门 子 制造 信 息技 术 基 金 资 助 项 目
作 者 简介 ： 斌 （９ ５） 男 ， 授 ， 要 从 事 现 代 集 成 制 造 、 沈 １ ５一 ， 教 主
２ Ｃ ｏ ｇ ｉ ｇ Ｈｙ ｒ ｕ ｉ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ８ ． ｈ ｎ ｑｎ ｄ ａ ｌ ｃ ａ ｉａ －Ｅｌｃ ｒｃ ｌＣ ． Ｌ ｄ Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ０ １ ０， ｉ ａ ｃ ｅ ｔｉａ ｏ ， ｔ ， ｏ ｇ ｉ ｇ ４ ２ ６ Ｃｈ ｎ ）
Ａ ｂ ｔａｃ ： ｓ ｄ ｏｎ ｔ ｎａｙｓｓｏ ｒ ｓｅ ｌｗ ， ｈ ｅ ｓ ｅ ｖ ｅ ｎ ｏｂ ａ ｎ ｄ ｒ ｄ ｉ ｈｅｅ ｅ ｎａ ａ ｍ ｐ ｆｏ ｓｒ ｔ Ｂａ ｅ ｈｅ ａ ｌ ｉ ｆｔａｎ ｉｎｔｆｏ ｔ ｅ ｍ ａ ｕｒ ｓ ｈａ ｅ ｂ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ｕｃｎｇ ｔ ｘｔ ｒ ｌｇｅ ｒ ｐｕ ｌ ｗ ｆｕｃ ｕ ｔｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｎ． Ｔｈｒ ｇｈ ｔ ｓ ａ ｉｈｍ ｅ ｔｏｆａ ｇ ａ ｍ ｐ ｏ ｉ ｉａ ｉ ｆｌ ａ ｏ ｌ ｇ ｔ ｔ ｅ ｇ ａ ｍ ｐ ｏ ｉ ａ ａ ｕｅ ｏ ｐ ｏｕ ｈｅｅ ｔ ｂｌｓ ｎ ｅ ｒ ｐｕ ｐｔｍ ｚ ｔｏｎ ｏ ｅ ｋ ｍ ｄｅ ， ｅ ｈ ｅ ｒ ｐｕ ｐｔｍ ｌｖ ｌ ｆｇａ ｃ ｍ ｐ ｎｓ ｉｎ． Ｔ ｈ ｅ ｕｌｓｆ ｎｄ ｂ ｓｓ ｆ ｒ ｔ ｅ ｏｐ ｉ ａ ｓｇ ｆｇｅ ｍ ｐ． ｏ ｅ ａｔｏ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏｕ ａ ｉ ｏ ｈ ｔｍ ｌｄｅ ｉ ｎ ｏ ａｒｐｕ Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｅ ｒ ｐ ｙ ｗｏ ｄ Ｇ ａ ｕｍ ｐ， ｏ ｐｕ ｓ ｔｏ Ｔｒ ｐｐ ｄ ｏｉ， Ｆｌ ｗ ｌａ ｉｎ， ａ ｅ ｌ Ｇａｐ ｃ ｍ ｐｅ ｓ ｔｏｎ ｏ ｎ ａｉ
毕业论文外啮合齿轮泵设计
目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 研发背景及意义 (1)1.2 外啮合齿轮泵基本设计思路及关键技术 (2)第二章外啮合齿轮泵设计 (3)2.1 齿轮的设计计算 (3)2.2 轴的设计与校核 (5)2.2.1．齿轮泵的径向力 (5)2.2.2减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 (6)2.2.3 轴的设计与校核 (6)2.3 卸荷槽尺寸设计计算 (9)2.3.1 困油现象的产生及危害 (9)2.3.2 消除困油危害的方法 (10)2.3.3 卸荷槽尺寸计算 (13)2.4 进、出油口尺寸设计 (15)2.5 选轴承 (15)2.6 键的选择与校核 (15)2.7 连接螺栓的选择与校核 (15)2.8 泵体壁厚的选择与校核 (16)第三章三维建模及加工仿真 (17)3.1 泵体的三维建模 (17)3.2 泵体的加工仿真 (23)3.2.1 泵体的工艺设计 (23)3.2.2 加工仿真 (23)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)一．端面铣部分程序： (34)二．型腔铣部分程序： (35)外啮合齿轮泵设计摘要：外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，且均存在泄漏现象、困油现象以及噪声和振动。
减小外啮合齿轮泵的径向力是研究外啮合齿轮泵的一大课题，为减小径向力中高压外啮合齿轮泵多采用的是变位齿轮，并且对轴和轴承的要求较高。
为解决泄漏问题，低压外啮合齿轮泵可采用提高加工精度等方法解决，而对于中高压外啮合齿轮泵则需要采取加浮动轴套或弹性侧板的方法解决。
困油现象引起齿轮泵强烈的振动和噪声还大大所短外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。
关键词：外啮合齿轮泵，变位齿轮，浮动轴套，困油现象，卸荷槽External gear pump designAbstract:The external gear pump is a commonly used hydraulic pumps, which rely on a pair of meshing gears into and out of oil and oil pressure to complete, and there are leakage, the phenomenon of trapped oil and noise and vibration. Reduce the external gear pump of the radial force is the external gear pump is a major issue, in order to reduce the radial force more pressure external gear pump uses a variable gear and the shaft and bearings are higher. To solve the leakage problem, low pressure gear pump and other methods can be used to solve higher precision, while for the high-pressure external gear pumps are needed to increase the floating sleeve or elastic side panels of the solutions. Phenomenon caused by trapped oil gear pump is also a strong vibration and noise are considerably shorter service life of external gear pump to solve the oil problem is trapped unloading opening slot.Key words:external gear pump, variable gear, floating shaft, trapping phenomenon, unloading tank第一章绪论1.1 研发背景及意义随着社会的发展，齿轮泵更广泛的被应用于各种工业，工业自动化程度越来越高，需要达到的精度也越高，市场竞争越来越激烈。
齿轮油泵容积损失和提高效率的措施
齿轮油泵容积损失和提高效率的措施齿轮油泵的容积损失齿轮油泵（YCB齿轮油泵、KCB齿轮油泵和2CY齿轮油泵）的容积损失，包括：1、轴向间隙（即齿轮的断面间隙）的泄露；2、径向间隙的泄露；3、齿轮啮合点的泄露；4、液体压缩时的弹性损失。
1、轴向间隙的泄露轴向间隙直齿轮断面与侧板或轴承端面之间的间隙。
通过此间隙泄露的油液，流入轴承腔内再回到吸油腔，由于轴向间隙泄露的途径多，封油长度短，其泄漏量占总泄漏量的75~80%。
所以减小轴向间隙的泄露，对减小容积损失，提高容积效率，起着决定性作用。
2、径向间隙的泄露径向间隙指齿顶圆与壳体内孔之间的间隙。
径向间隙泄露的方向与齿轮的旋转方向相反，其封油长度较长，所以通过径向间隙的泄露较少，其泄露量约占总泄露量的15~20%3、齿轮啮合点的泄露由于齿形制造及齿轮安装存在着误差，造成沿齿宽方向的啮合点接触不良，使压油腔与吸油腔之间的密封不好而产生泄露。
但在啮合情况正常时，通过齿轮啮合点的泄露是很小的，约占总泄露量的4-5%，一般可不予考虑。
4、液体压缩时的弹性损失液体在吸油腔进入齿间，随着齿轮向高压腔旋转，齿间内的液体压力逐渐升高，其体积亦逐步受到压缩，液体的压缩量与齿轮容积和吸压油腔的压差成正比，与液体的体积弹性模量成反比。
提高齿轮油泵（YCB齿轮油泵、KCB齿轮油泵和2CY齿轮油泵）效率的措施一、合理选择间隙的最佳值在轴向间隙和径向间隙中，油液的泄露和粘性摩擦都将引起功率损失。
间隙增大，虽能使摩擦损失减小，但泄露会增大；间隙减小，虽可使泄露减小，但粘性摩擦损失会增大，因此，要使功率损失最小，必须选择间隙的最佳值。
在实际设计中，固定间隙齿轮油泵的轴向间隙，小排量齿轮油泵一般取0.02-0.04mm，大排量齿轮油泵一般取0.05-0.10mm。
在运转过程中，齿轮油泵的实际径向间隙是很小的。
在设计时，齿轮油泵的径向间隙一般在0.05-0.16mm之间选取。
二、提高零件的制造精度提高零件的制造精度，主要从以下几方面考虑：1、提高滚动轴承的几何精度和降低表面粗糙度。
外啮合齿轮泵的设计讲解
编号:毕业论文(设计)题目外啮合齿轮泵的设计指导教师孙秀云学生姓名吴连增学号************专业机械设计制造及其自动化教学单位德州学院机电工程学院（盖章）二O一四年四月二十日德州学院毕业论文（设计）开题报告书德州学院毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化2014年03月20日目录摘要及关键词 (1)1引言 (1)1.1简介 (1)1.2齿轮泵的工作原理 (1)1.3齿轮泵结构分析 (2)1.4齿轮泵的流量计算 (4)2齿轮油泵各组成零件的选材分析 (4)2.1材料的选择原则 (5)2.2材料的选择方法 (5)3产品重要零件AutoCAD绘图 (7)3.1绘制主动齿轮零件图 (7)3.2表面粗糙度的选定 (9)3.3公差与配合的选择 (9)3.4零件的热处理 (11)4齿轮泵零件图 (12)5总结 (13)参考文献 (14)谢辞 (15)外啮合齿轮泵的设计吴连增（德州学院机电工程学院，山东德州253000）摘要：外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，在工业中应用十分广泛，且都存在漏油现象。
在对该泵基本参数的研究上，对齿轮、泵体和前后盖进行优化设计，使之达到最佳效果。
困油现象会引起齿轮泵强烈的震动和噪声，大大缩减了外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。
关键词：外啮合；齿轮；泵体；困油现象1引言1.1简介齿轮泵是在工业应用中运用极其广泛的重要装置之一，尤其是在液压传动与控制技术中占有很大的比重，它具有结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、耐污染、使用可靠、寿命较长、制造容易、维修方便、价格便宜等特点，但同时齿轮泵也还存在一些不足，如困油现象比较严重、流量和压力脉动较大、径向力不平衡、泄漏大、噪声高及易产生气穴等缺点，这些特性和缺点都直接影响着齿轮泵的质量。
随着齿轮泵在高温、高压、大排量、低流量脉动、低噪音等方面发展及应用，对齿轮泵的特性研究及提高齿轮泵的安全和效率已成为国内外深入研究的课题。
如何提高外啮合齿轮泵的工作压力
如何提高外啮合齿轮泵的工作压力齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，根据啮合形式不同可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。
外啮合齿轮泵有一堆几何参数完全相同的齿轮、长短轴、泵体、前后盖板等主要零件组成。
齿轮泵是投入使用较早的一种泵，但齿轮泵的工作压力受到许多方面的影响。
下面通过分析外齿轮泵工作压力的影响因素，从而提高外啮合齿轮泵的工作压力。
通过分析外啮合齿轮泵的构造和工作原理知道，影响其工作压力的主要因素有：内部端面面的泄漏、电动机的转速、液压油自身的粘度、液压径向力、齿轮泵的困油现象、齿轮泵的安装和工作磨损。
一：减少齿轮泵端面泄露，从而提高齿轮泵的工作压力。
在形成齿轮泵密闭容积的零件中，齿轮为运动件，泵体和前后盖板为固定件。
运动件与固定件之间存在两处间隙：齿轮端面与前后盖板之间的端面间隙，齿顶圆与泵体内圆之间的径向间隙。
此外，还存在轮齿啮合处的啮合间隙。
因为存间隙，而且泵的吸、压油腔之间存在压力差，因此必然存在缝隙流动，即泄露。
在上述三处间隙中，齿轮泵内部端面的泄露量较大，约占总泄露量的80% 85%，所以减少齿轮泵的端面泄露是提高齿轮泵工作压力的有效方法。
端面间隙一方面因加工工艺和装配工艺的限制，间隙值不可能很小，另一方面磨损后间隙会越来越大，因此只适用于低压。
针对这一问题，高压齿轮泵在齿轮与前、后盖板之间增加了一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，由它们与齿轮端面配合以构成尽可能小的间隙，该补偿件在磨损后可以随时补偿间隙。
由间隙油膜承受压紧力与反推力的差值，实现间隙的自动补偿，使轴套与轮齿端面的间隙保持最佳值，从而泵的泄漏量小，容积效率高，工作压力也就相应的增大。
二：通过解决齿轮泵困油现象从而提高泵的工作压力。
由齿轮泵的工作原理可知，在吸油腔吸满油液的齿穴离开吸油腔后，随着轮齿的旋转而转移到压油腔，虽然在转移的过程中，齿穴内的油液容积大小不会发生变化。
但闭死容积随着齿轮的旋转，容积会大小交替变化。
解决外啮合齿轮泵困油现象的两种新方法
２。 ￡
，
如 图 １所示 ， —Ｎ 啮合 线 ， ． 为 啮合 开始 Ｎ 为 Ａ 点 点 ， ３ 为 啮合 终 了点 。 图 中 １ 在 Ａ 点 开 始 的 Ａ 点 ａ是 １ 状 态 ，ｃ １ 是在 点 终 了的状 态 ，ｂ是 中间状 态 。图 中 １ ｔ 为啮合 延续 距离 ，０ 基节 （ 开 线 圆柱 齿轮 法 节 与 ｔ为 渐 基节相 等 ）ｔ ｔ＝ｅ 重 迭 系 数 。￡ 于 １ 在状 态 ，／０ 为 大 ，
械 及 车辆 的使用性 能 和寿命 。
又逐 渐 增 加 。 此 时 困 油 压 缩 量 Ａ Ｖｌ和 困 油 膨 胀 量 Ａ 可 由下 面两 式求 出 ： Ｖ２
外啮合齿轮泵虽然结构简单 ， 但影响其性能 的因 素很多， 也很复杂。解 决外啮合齿轮泵 的困油现象就 是一个看似简单实为复杂的问题。而以前解决齿轮泵 的困油现象就是在泵体 、 泵盖上设计一组连接困油高 压区与出油区对称 的卸荷槽 ， 使齿轮泵的轴侧负荷大 大降低 ， 总效率提高。但泵出油压力脉动值过大、 容积 效率不高的现象一直存在。若卸荷槽设计不合理还会
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２０ ０ ６年 第 ８期
液 压 与 气动
７ ５
解 决外 啮合 齿 轮 泵 困油 现 象 的 两 种 新 方 法
杨元模 ， 永悫 谢
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２ 解 决齿轮 泵 困油现 象 的最佳 方 法探究
２ １ 齿轮 泵产 生 困油现 象机理 ．
Ｉ Ｉ
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图 １ 齿轮泵产 生困油现象原理
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齿轮泵温度与容积效率理论模型的建立及性能分析
齿 轮泵 工 作 时 的实 际流 量 ， 等 于理 论 流 量 减去
泄露 、 压 缩等 损失 的流量 。不计 压缩 损失 流量 ， 齿轮 泵 的泄 漏量 与黏度 关 系 ：
△ Ｑ＝ Ｋ 了 Ｉ Ａ ｐ ￣ ３ ＋
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式中： 却 — — 齿轮泵 高低 压腔 压差 ；
第２ ９卷
第 ９期
甘肃科 技
Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ｒ ０ ｆ ． ２ ９ Ⅳ０ ． ９
Ｍａ ｙ ． ２Ｏ１ ３
２ ０ １ ３年 ５月
齿 轮 泵 温 度 与 容 积 效 率 理 论 模 型 的 建 立 及 性 能 分 析
肛 — — 油液 的动力 黏度 ；
第 ９期
— —
曹
琦等 ： 齿 轮泵温 度 与容积 效率理 论模 型 的建 立及性 能分 析
垒
６ ７
齿顶与壳体的径向间隙；
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ｚ 。 ——齿顶与壳体接触的齿数 ；
。 —— 齿顶 线速 度 ， 。 ＝ｗ Ｒ ＝
ｎ —— 齿 轮转速 ； Ｒ 。 — —齿 顶 圆半径 。
— —
温度升高很多时， 会导致齿轮泵主要参数尤其液体
新型外啮合齿轮泵优化设计
新型外啮合齿轮泵优化设计摘要：外啮合齿轮泵是一种应用于机械行业的液压元件，其结构简单、体小量轻、能够适用于多种工况，是一种具有广泛应用价值的机械产品。
齿轮泵的设计，先进行性能参数的分析，再制定设计方案。
设计包括了齿轮的设计与校核、轴的设计与校核、泵体的结构设计与校核、进出口油孔的设计、卸荷槽的设计等。
初定设计数据，并完成校核后，在满足性能参数的前提下，尽可能简化设计方案。
关键词：液压元件；齿轮设计；轴的设计；第1章绪论1.1研发背景及意义齿轮泵结构简单、噪声低、输油平稳、自吸性能好、工作可靠、使用寿命长[1]。
广泛使用于机床低压液压传动系统和大型机械设备中稀油站的供油和冷却系统以及各种机械设备的润滑系统，齿轮泵按啮合方式的不同，分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，在实际应用中以外啮合齿轮泵应用较为广泛。
[2]但是，由于齿轮泵目前采用的结构的存在一定的问题，会造成困油、抽空、噪声大等问题存在，限制了外啮合齿轮泵的应用范围，基于这一现状提出了本课题。
由于这种结构特点造成了齿轮泵有上文中提到的一些不足，所以齿轮泵的研究，主要集中在下五个方面：1．齿轮参数及泵体结构的优化设计2．困油冲击及卸荷措施3．齿轮泵噪声的控制技术4．齿轮泵高压化的研究5．齿轮泵的变量方法研究[3]1.2 外啮合齿轮泵基本设计思路设计齿轮泵，可按照下列思路进行：1．确定性能参数2．确定齿轮参数3．设计泵的结构设计齿轮泵时，应该在保证所需性能和寿命的前提下，尽可能使尺寸小、重量轻、制造容易、成本低，以求技术上先进，经济上合理第2章外啮合齿轮泵的设计计算2.1 引言由于本课题属于一种创新设计，经综合对比分析，最终采用如下几方面的分析计算设计：（1）性能参数的分析确定；（2）齿轮结构的设计计算；（3）轴的设计计算；（4）泵体结构的设计计算与确定[5]。
2.2 性能参数的分析确定外啮合齿轮泵额定压力：△p =12.5MPa；额定转速：n=1450r/min；公称排量：q =63mL/r。
外啮合齿轮泵-毕业设计(论文).doc
摘要对称齿轮泵的工作原理：动力由花键轴传入，从而带动主动齿轮转动。
多个从动齿轮与主动齿轮组成外啮合传动关系，相当于多组齿轮泵同时工作。
由于从动齿轮轮在主动轮的周围对称分布，能使工作时产生的径向力相互抵消，使工作时的噪声比传统齿轮泵有明显的降低，工作平稳。
齿轮泵的创新点：对称齿轮泵的创新点在于齿轮的设计。
为了解决传统齿轮泵径向力不平衡和流量脉动大的缺点，我们将多个从动轮齿轮在大齿轮的周围进行对称分布，使其产生的径向力能够尽量相互抵消。
关键词：齿轮泵油泵结构困油现象内泄漏ABSTRACTProfiled gear pump working principle : power by the spline shaft imported, thus driving gear rotation. Many follower gear and active gear meshing formed drive, the equivalent of many groups gear pump work simultaneously. As the rounds of the driven gear in the round of initiatives around the symmetric distribution, enabling the work of the radial force to offset each other, make noise at work than the traditional gear pump significantly reduced, smooth.Gear pump innovation : Profiled gear pump of innovation lies in the design of gear. To solve the traditional gear pump radial force imbalance and pulsatile flow defects We will launch a number of driven gear in the gear around symmetric distribution, produce radial strength to try to offset each other.Key words：Gear Pump ;Pump Structure ;Storm oil ;Internal Leakage绪论齿轮泵是在工业应用中运用极其广泛的重要装置之一，尤其是在液压传动与控制技术中占有很大的比重，它具有结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、耐污染、使用可靠、寿命较长、制造容易、维修方便、价格便宜等特点。
齿轮泵的泵效率和系统效率优化方法
齿轮泵的泵效率和系统效率优化方法齿轮泵是一种常见的液压泵，广泛应用于工业领域中。
泵效率和系统效率的优化对于提高泵的性能和节约能源具有重要意义。
本文将详细介绍齿轮泵的泵效率和系统效率优化方法，以帮助读者更好地理解和应用。
首先，我们来了解一下齿轮泵的基本工作原理。
齿轮泵由一对啮合齿轮和泵体组成。
当齿轮旋转时，液体被吸入齿间隙，并被压缩到排液部分，然后排出泵体。
齿轮泵的泵效率定义为输出功率与输入功率的比值，通常用百分比表示。
一、泵效率优化方法：1. 减少泄漏损失：泄漏是影响齿轮泵效率的主要因素之一。
为了减少泄漏损失，可以采取以下措施：a. 优化密封结构：合理设计和选择密封件，确保密封处的接触面光滑，减少泄漏。
b. 控制间隙：适当调整齿间隙，确保齿轮和泵体的配合度，减少泄漏。
c. 提高润滑性能：选择适当的润滑油和润滑方式，减少齿轮摩擦，降低泄漏损失。
2. 最佳齿轮参数选择：齿轮的尺寸和参数对泵效率有重要影响。
为了提高泵效率，可以考虑以下因素：a. 齿轮材料的选择：选择高强度、低摩擦的齿轮材料，减少摩擦损失。
b. 齿轮的设计：合理设计齿轮的齿形和齿数，减少摩擦和泄漏损失。
c. 齿轮的配合度：保证齿轮的配磨质量，减小齿轮间的间隙，提高泵效率。
3. 提高装配精度：泵效率还受到装配精度的影响。
为了提高泵效率，需要注意以下方面：a. 合理选择装配工艺：采用精密装配工艺，确保各部件的配合度和间隙。
b. 控制装配误差：加强质量控制，控制齿轮装配误差，减少泄漏和能量损失。
二、系统效率优化方法：1. 优化管路布局：合理设计和布置齿轮泵的进出口管路和连接管件，减少压力损失和水浸损失，提高系统效率。
2. 控制系统压力：控制系统内的工作压力，在满足工作要求的前提下，尽可能降低过高的工作压力，减少流体泄漏和能量损失。
3. 选择合适的工作流量范围：根据实际工作需求，选择合适的齿轮泵和驱动电机，避免过大或过小的工作流量范围，提高系统的运行效率。
怎样提高外啮合齿轮的工作压力
怎样提高外啮合齿轮泵的工作压力
提高齿轮泵工作压力的关键是有效降低内部的端面泄漏。
目前的方法是采用端面间隙自动补偿装置。
其工作原理是把泵内压油腔的压力油引到轴套外侧或侧板上，从而自动补偿端面磨损和减小端面间隙。
采用浮动轴套的一种典型结构。
轴套1和2是浮动安装的，轴套左侧空腔均与泵的压油腔相通。
当泵工作时，轴套1和2受左侧压力油的作用而向右移动，将齿轮两侧面压紧，从而自动补偿了端面间隙。
这样，齿轮泵的额定压力可达10～16MPa，容积效率不低于0.9。
为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压化，需要从结构上来取措施，对端面间隙进行自动补偿。
通常采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式或弹性侧板式两种。
，其原理都是引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。
齿轮泵的浮动轴套是浮动安装的，轴套外侧的空腔与泵的压油腔相通，当泵工作时，浮动轴套受油压的作用而压向齿轮端面，将齿轮两侧面压紧，从而补偿了端面间隙。
参考书目：书名：流体传动与控制（第二版）
作者：董继先，王春英，
书名：流体传动与控制
作者：张利平。
液压传动复习题b.
一、填空、二、选择三、简答题1．简述液压传动系统的主要组成部分、。
液压泵，执行元件，控制元件，辅助元件，工作介质。
2．简述容积式液压泵能够连续吸液、排液的根本原因。
容积式液压泵必须具备密封且可变的工作容腔和配流机构。
配流机构一方面隔离高压、低压腔，另一方面配合吸、排液腔完成吸、排液。
3．何为液压泵的困油现象？并说明困油引起的后果。
1)液压泵工作的某一短暂时间段内产生一个与吸液腔和排液腔均不沟通的闭死容积，此闭死容积在此时间段内发生容积变化，导致此容腔内的压力急剧上升或急剧下降，此现象称为困油现象。
2）困油现象导致气穴、气蚀，增加泵轴承上的载荷，引起泄漏、降低容积效率，产生振动及噪声。
4．简述影响外啮合齿轮泵容积效率的主要因素及提高容积效率的主要方法。
外啮合齿轮泵的泄漏分为：轴向泄露、径向泄漏和齿轮啮合处泄漏，其中正常情况下轴向泄漏占总泄漏量的70％～80％，因此影响外啮合齿轮泵容积效率的主要因素是该泵的轴向泄漏。
解决办法：采用轴向间隙自动补偿装置即浮动侧板或浮动轴套。
5．比较双作用叶片泵与单作用叶片泵在性能上的主要差别。
流量脉动：双作用叶片泵的流量脉动及噪声比单作用叶片泵的小径向力：双作用叶片泵的径向力平衡，单作用叶片泵的径向力不平衡变量：单作用叶片可以做成变量泵，双作用叶片泵不可以做成变量泵6．简述相同结构形式的液压泵与液压马达在结构上的主要区别。
由于下列原因造成马达与泵在结构上的差别：运转正反：一般要求正反转，故结构上应对称。
泵不需要正反转，故为了解决困油等现象，结构上不对称。
转速范围、启动性能：（马达转速范围大，有启动性能要求。
泵转速范围小无启动性能要求。
故为提高马达在低速下的运转性能及提高马达的启动性能，马达的轴承一般采用滚动轴承，而泵可以采用滑动轴承。
自吸能力、初始密封性能：液压泵有自吸能力能力的要求，无初始密封性要求。
马达有初始密封性要求，无自吸能力要求。
为解决此性能要求上的差别在结构上也有所不同。
浅析外啮合齿轮泵的泵容积效率及参数优化方法
高必须优化其参数 ， 最后 总结了参数优化的几种 方法。
关键词 ： 齿轮 泵 ； 容积效率 ； 优化 齿轮泵是为液压系统提供能源的装置 ， 在电动机或发动机的带 旋 转 ， 内部利用 流体力学 推导出相关公式 ， 而Ｐ ｏ ｗ ｅ ｌ ｌ 方法对 于流动 动下 ， 靠密封的工作容 积的变化 ， 从油箱 中吸取油液 ， 并 打出具有一 的计算 ， 从设 定其 流量初值 开始 ， 沿不 同方 向进行搜索 ， 可求最大流 定流量和压力 的压力油 ， 供 给液压系统动力。 而齿轮泵在 工作 时 ， 由 量。 于结构 的需要和工作 的限制 ，内部存在 由高压腔 向低压腔 的泄露 ， ２ ． ２罚函数优 化算法 所 以实 际 流量 总 少 于理 论 流 量 ， 齿 轮 泵 的 实 际 流 量 与理 论 流 量 的 比 齿轮泵参数优 化涉及齿 数 、 模数、 中心距 等多个互 相制 约并非 值， 为容积效率。 线性 的参数 ， 而罚 函数法是 解决 带约束的非线性规划问题 的一种有 齿轮泵 由于其本身 的结 构 ， 会造成 齿轮泵 的泄露 ， 通常 由三 部 效算法 ， 对于齿轮泵参数 的优化 可以先根 据需要建立 目标函数然后 分组成 ： ①端面泄 露 ， 是指齿轮端面和侧板之间 的轴 向间隙泄露 ， 它 根据约束约束条件构造出带参数 的增广 目标 函数 ， 把相关约束条件 是齿轮泵泄露 的主体 ，约 占总泄露量的 ７ ５ ％ 一 ８ ０ ％。②径 向间隙泄 的非线性 问题转化成无 约束非线性规划问题来求解。 露， 是指流体 沿齿顶 圆与壳体之 间的间隙泄露 ， 该部分泄露量较小 ， ２ ． ３拟牛顿乘子 因数 约 占总泄露量 的 １ ５ ％～ ２ ０ ％。 ③齿 面啮合点处的泄露 ， 是指 由于啮合 由于齿 轮泵 的优 化设计 多个参 数的约束 问题 ， 所 以选择 优化算 点接触不好 ， 使高压腔和低 压腔之间密封不好 造成的泄露。在啮合 法 时应该先选择有约束条件 的相关算法 ， 而拟牛顿乘子法就是约束 正常时 ， 通过齿面接触处 的泄露是很少 的。④ 由于液压 油温升高引 拟牛顿法及增广乘子法的优 点而形成 的， 将原 优化问题转化成为一 起油液体积变化损失的一部分。 系列增广乘子 问题 ， 简化 了罚 函数的步骤。 １ 目前国 内外学者提高外啮合齿轮泵容积效 率的主要措施 ２ ． ４遗 传算 法 （ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， Ｇ Ａ ） １ ． １ 浮动轴套（ 或浮动侧板 ） 式补偿装置 遗传算 法是 近几 年发展起来的一种崭新 的全局 优化算法 ， 它借 其原 理是将两个互相 啮合的齿轮 支承在前后轴套 的滑动轴 承 用 了生物遗传学 的观点 ， 通过 自然选择 、 遗传 、 变异等作用 机制 ， 实 里， 轴承可在壳体 内做 轴向浮动。利用压油腔引至轴承外端面的油 现各个个体 的适应性的提高。 这一点体 现了 自然界 中“ 物竞天择 、 适 液， 产生 的合力使轴承套压 向齿 轮端 面 ， 减小 了端面 间隙 。同时 ， 齿 者生存 ” 的进化过程。 齿轮泵的各个参数是相互独立 的， 可 以用遗传 轮和轴套接触 面的液压力作用在 轴承套 内端面 ， 形成反推 力 ， 泵在 算法将模 型中的参 数进行编码 。用字符 串分别代 表不 同的齿数模 启 动的时候 ， 浮动轴承在 弹性元件 的弹力作用 下 ， 贴 紧齿轮端 面以 数 ，在通过对字符串所 代表的齿数模数等的第一代个体进行评价 、 保证密封 ， 提高容 积效率 。 统计 、 选择 、 交叉 、 变异等操作 ， 然后依 次进行优化 ， 每优化一 次 ， 产 １ ． ２ 弹性侧板式补偿装置 生新 的一代 的齿数模数 ， 而且 每次都更接近最优 值 ， 直到寻 找到使 采 其原 理与浮动轴套 式相同 。在侧 面的板背面 引入较强 的压力 齿轮泵容积效率这个 目标 函数达到最优 的种群 。在操作过程 中 ， 油， 侧板在其压力作用下产生 了形变 ， 起 到端面间隙的补偿 作用 。 用 了交叉 、 变异等有一定 随机性 的操作 ， 遗传算法 可以跳 出局部 极 值所在 的区域 ， 从 而在求解 问题 的全局范围内寻找到最优解 。 １ ． ３间隙补偿 装置 将 吸油腔增大到快接近压油腔侧 ， 中间留几个齿轮起到密封压 因而 ， 遗 传算法更 适合于求解 多变量 多 目标 的优 化 问题 ， 齿轮 油腔 的作用 ， 并在齿轮泵的高压腔设置径 向间隙的补偿装置 。 泵的齿轮参数优化是在保证一定排量 ，一定齿形约束 的前提下 ， 尽 １ ． ４优化结构 量使容积效率达到最大的一种优化设计 ， 它是一个带有多约束条件 对齿 轮泵 的进油槽尺寸进行优化 ， 增 大进 油点 ， 双 向进油 ， 提高 的极小值求解过程 。解决这类复杂 的优化设计 问题 ， 传统方法具有 零件加工精度 ， 选择合适 的进 出油途径 ， 提高润滑 系统总 的容积效 极大的局 限性 ， 而遗传算法却有其独到之处。 率。 综上所述 ，目前要想提高齿轮泵 的容积效 率应该在提高压力 、 利用 流体 力学理论力学原理， 在 外啮合齿轮泵 中新设计 出一进 降低流量脉动 同时 ， 尽可 能避免齿轮泵 的泄 露 ， 从 而提高 了齿轮泵 油槽 ， 能及时补充齿轮泵 高速旋 转时因油液离心力而使齿 间充油不 的容积效率 。 而对比各种优化方法对于齿轮泵的参数优化应该选择 足的现象 ， 提高容积效率 明显 。 该进油槽结构简单， 制造容易。 可为解 种对 于多参数多约束条件都能优化 的方法 ， 而且要是最终结果收 决外 啮合齿轮泵容积效率低提供一条新 的途径 。 敛， 遗传算 法 由于它得 到的是～种全局范 围求解 ， 所 以选择 遗传算 法能更好 的优化齿轮泵的参数结构 。 １ ． ５通过定位销孔 等加工工艺提高齿轮泵 的容积效率 。 ２ 齿轮泵参数优化 方法 参考文献 上述 对齿 轮泵研究现状及其发展趋势可知 ， 对于齿轮泵 的各个 ［ １ ］ 俞元飞． 液压泵的发展展 望［ Ｊ 】 ． 液压 气动与密封 ， ２ ０ ０ ２ ， ２ ． 方面的研究 ， 都会涉及 到齿轮泵 参数 ， 参数 的合理选择 ， 将直接影响 【 ２ 】 杨元 模． 提 高外啮 合 齿轮 泵容 积效 率创 新设 计『 Ｊ １ ． 机床 与 液压 ， ０ ０６． 齿轮泵的性能 、 噪声 、 效率和寿命 。在实际应用 中， 有些场合需要齿 ２ 轮泵 尺寸小 ， 比如航空用齿 轮泵 ； 而有些场合需要径 向力小 ， 流量脉 ［ ３ ］ 杨 曙东， 何存兴． 液压传动 与气压传动 ， 第二版［ Ｍ］ ． 武汉 ： 华 中科技 动小 ； 根据不 同的需要 ， 会有不 同的数学模 型， 同时根据不 同的工作 大学 出版 社 ． 条件 ， 侧重点不 同， 优化 目标 函数不 同。而所有对齿轮泵 的优 化 ， 都 ［ ４ 】 何 存兴 ， 张铁 花． 液压传动 与气压传动［ Ｍ 】 ． 武汉 ： 华 中科技 大 学出 ０ ０ ０． ８ ． 是针 对齿 轮泵参数 的。 所 以齿轮泵 的优化主要 针对齿轮泵 的性能和 版 社 ．２ 寿命 的提高 ， 脉动噪音的降低 ， 容积效率的增 大这几个方面而言 。 而 【 ５ 】 屈盛 官 ， 孙 自树． 外啮合 齿轮机 容积 效率的研 究［ Ｊ ］ ． 车 用发 动机 ， ２ ００１， ８． 选择哪种具体优化方法 ， 对最终优化结果有很大的影响。 目前国内 比较 流行 的优化方法有 ： ］ 陈福泉． 改进加 工工 艺提 高齿轮 泵效率容积和性 能的探 讨『 Ｊ 】 ． 机械
解决因油液离心力造成齿轮泵容积效率低的方法
也就是在外 啮合 齿轮泵泵盖增加一条与泵体对称 的补充填进油槽 ， 油液充 填齿槽 间体积的时间就增
加 了 一倍 ， 积效 率 可 提高 到 Ｏ９ 。并 且 不 但不 会 容 ． ２
图 ２ 增 加 补 充 填 进油 檀 的 泵体
尽 量延 长 充填 油 时 间 ， 使齿 槽 中充 满油 液 。为提 高 齿 槽 中油 液 的充 填 性 能 ，使 泵 的 容 积 效 率 达 到 最
佳， 应按 以下 几点 设计 补充 填油 液进 油槽 。
工程的科研和教学 工作．
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５ ３－
维普资讯
有一部分油液通过间隙返回到低压进油区， 这部分
油液 的损失是 不可 避免 的 。 只有 靠 提高泵 的制造 精
度将间隙尽量减少 ， 从而将损失油量降低到最低的 程度 ； 二是外啮合齿轮泵的结构特点决定了泵高速
运 转 时 ， 液产 生 的离 心力 使 油 液 不 能填 充 满泵 齿 油
槽 中的最大体积 ， 这是造成外啮合齿轮泵容积效率
第 ６期
井 冈 山 学 院 学 报
第２ ７卷
发 现 一 个 问题 ，当泵 转 速过 高或 齿 轮厚 度 太 大 时 ， 容 积 效 率 提 高不是 很 多 ， 原 因是 向齿 间补 充 填进 其
油时 间太短。因为齿轮在泵体里转动很快 ， 每个齿 槽在 进油槽 区域的逗 留时间有 限 ，油液来不及 填 充， 齿槽便转过进油槽 区域 ， 造成油液填充不足 ， 甚
新设 计 补充 填 进 油槽 的一 般原 则 是 ： 高速 旋 泵 转 时产 生 的离 心力 使 油 液甩 向齿顶 部 处 ， 而齿根 处 产 生负 压 使 油 液 稀 薄 ， 不 及 时 补 充 油 ， 重 时 甚 如 严
机械设计制造及其自动化专业毕业设计论文-CBZ-100齿轮泵设计
大学毕业设计题目CBZ-100齿轮泵设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1 前言齿轮泵的结构和工艺在各类泵中简单，在价格、可靠性、寿命、抗污染以及自吸能力等方面都有较强的优势。
在液压传动与控制技术中，齿轮泵的应用占很大的比重，广泛应用于机床、轻工、农林、冶金、矿山、建筑、船舶、机、汽车、石化机械等机械产品的液压系统中。
同时齿轮泵也有不少缺点，主要是流量和压力脉动较大，动态性能差，噪声较大，排量不可变，高温效率较低。
其中流量脉动问题显得尤其突出，它严重制约着齿轮泵的应用。
泵的流量脉动大，不仅会使液压缸运动的平稳性、液压马达回转的均匀性变差，而且会引起压力脉动，更有甚会使管道、阀门乃至整个系统振动(特别是在共振时)并发出很强的噪声，对轴、轴承、管接头及密封都有破坏性影响。
因此，本文在力求保持齿轮泵各方面优势的基础上，以提高各零部件的设计精度降低齿轮泵的流量脉动，提高其动态性能，并提高齿轮泵的整体工作性能为目的，作为本次毕业设计课题来研究。
1.1 齿轮泵设计概述1.1.1齿轮泵的结构及特点作为液压系统中的动力元件，齿轮泵作为典型的容积泵广泛应用于各种场合，在液压传动与控制以及润滑设备中是不可缺少的重要元件。
齿轮泵由泵齿轮、齿轮轴、侧板、泵体、轴承、泵端盖等组成。
齿轮泵按压力可分为:低压(0~2.5MPa)、中低压(大于 2.5~8.0MPa)及中高压(大于8.0~16.0MPa)齿轮泵;按齿轮啮合形式可分为:内啮合、外啮合齿轮泵;根据齿形可分为:直齿、斜齿、人字齿齿轮泵。
在结构上可以做成单级泵、双级泵、双联泵等形式。
最常见外啮合直齿齿轮泵，与其它类型的泵(如螺杆泵、叶片泵)相比，齿轮泵的特点十分突出。
齿轮泵的优点为:(l)工艺性较好，价格便宜;(2)结构简单紧凑，外形尺寸小，重量轻，寿命较长;(3)自吸性好;(4)转速范围大，一般可以达到1500r/min，最高可达5000r/min;(5)对油中的脏物不敏感，不易咬死，能在工况较差的工程机械中也能得到良好应用;(6)具有间隙补偿装置的高压齿轮泵，工作压力可达20.0MPa。
齿轮泵的容积效率
齿轮泵的容积效率
齿轮泵的容积效率
昨天有江苏常州的新客户问我齿轮泵的容积效率是什么？在此我为大家说明一下，齿轮泵在能量的转换过程中是有损失的，因此输出功率小于输入功率，两者之差即为功率损失，齿轮泵的功率损失和容积有关，因摩擦而产生的损失是机械损失，因泄露而产生的损失是容积损失，功率损失用效率来描述。
而增加容积效率对于齿轮泵而言就是增大供油量与内泄的比例。
方法有增大流量，减小内泄两方面。
具体是增大模数、减少齿数、增加转速、使卸荷槽适当偏向排油一侧；而压力较高时用间隙补偿结构就是加浮动侧板、提高加工精度主要是减小齿轮端面跳动。
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Q
π =
2
(
d2a
-
a2
-
1 3
Pb )
×b ×n ×10 - 3 = π (452 2
392 - 1 ×81856) ×116 ×1500 ×10 - 6 = 171887 (L /m in) 3
式中 : da 为齿顶圆直径 ; a为齿轮中心距 ; Pb 为基圆齿距 ( Pb =π·m ·cosαο) ; αο为齿形角 ; b为齿轮宽度 ; n为齿轮泵转速 。 当机油 泵 转速 为 1500 r/m in, 背 压 p = 0126MPa
定的间隙 。因此高压出油区就有一部分油液通过间隙 返回到低压进油区 , 这部分油液的损失是不可避免 的 。只有靠提高泵的制造精度将间隙尽量减少 , 从而 将损失油量降低到最低的程度 ; 二是外啮合齿轮泵的 结构特点决定了泵高速运转时 , 油液产生的离心力使 油液不能填充满泵齿槽中的最大体积 , 这是造成外啮 合齿轮泵容积效率低的主要原因 。严重的不但会影响 泵的容积效率 , 而且高转速时会在泵中形成气蚀现 象 。造成泵供油明显不足 , 流量脉动加大 , 噪声加 重 。这种情况若在高速运转的汽车发动机中出现 , 轻 则磨损加剧甚至烧轴瓦 , 重则使整机报废 。因此 , 要 解决好这个问题就应采取以下的设计措施 :
①补充填油液进油槽要能将油液及时补充填到齿 槽中 , 且要尽量使油液充填齿槽的时间达到最长 。经
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《机床与液压 》20061No110
图 2 增加补充填进油槽的泵体
多次试验反复探究 , 有了理论依据后 , 笔者选用一
批精度等级相当的 2105 柴油发动机机油泵做试验 ,
在 2105机油泵的泵体中增加一条补充填油液的进油
题。但这种靠提高泵制造精度来提高容积效率的方法 , 不但大大增加了制造成本而且提高容积率的效果有限 。 为此 , 笔者设计了一条补充填油液的进油槽 , 在几乎 不增加成本的情况下 , 可显著地提高容积效率。
新设计补充填进油槽的一般原则是 : 泵高速旋转 时产生的离心力使油液甩向齿顶部处 , 而齿根处产生 负压使油液稀薄 , 如不及时补充油 , 严重时甚至产生 气蚀 。因此 , 在齿根处设计一条补充填进油槽如图 2 所示 。及时将油液补充填进齿槽中 , 而且要尽量延长 充填油时间 , 使齿槽中充满油液 。为提高齿槽中油液 的充填性能 , 使泵的容积效率达到最佳 , 应按以下几 点设计补充填油液进油槽 。
时测得流量 Q = 12167L /m in, 容积效率 η = 017083。 (2) 2105机油泵体中增加一补充填进油槽 , 其
它尺寸及精度不变 , 如图 2所示 。 d = 320- 116mm , D = 380+1mm, h = 3mm 。当机油泵转速为 1500 r /m in, 背 压 p = 0126MPa时测得流量 Q = 151383L /m in, 容积效 率为 η = 0186。
YANG Yuanmo
(M echanics School of J inggangshan College, J ian J iangxi 343009, China) Abstract: Based on several years’experience of designing and develop ing outer - engaged gear pump, by app lying the p rincip les
(1) 设计合理的补充填进油槽 影响外啮合齿轮泵容积效率的主要因素是旋转产 生离心力使油液不能充填满齿槽中。此前 , 我国设计 的外啮合齿轮泵是采用提高泵制造精度来解决这个问
制造水平的一个主要问题 。 1 提高外啮合齿轮泵容积效率的措施
外啮合齿轮泵的 工作原理如图 1 所 示 。从泵的工作原理 图可分析出 , 造成外 啮合齿轮泵容积效率 低的原因不外乎两个 方面 : 一是高压区油 液通过泵相对运动件 间的 间 隙 返 回 进 油 区 。但为了保证泵正 常地工作 , 齿轮外径 图 1 外啮合齿轮泵工作原理 与泵体之间 , 齿轮端面与泵体 、泵盖之间 , 必须有一
收稿日期 : 2005 - 08 - 04
of fluid mechanics and theoretical mechanics, the oil entry trough structure of outer - engaged gear pump was put forward, which can solve the oil deficiency under the condition of oil centrifugal force caused by high - speed turning gear pump so as to enhance the volu2 metric flow rate. This is a new app roach which can imp rove the level of manufacturing outer - engaged gear pump1
如图 3所示 , 从容 积效率特性曲线图
上可看出增加补充
填进油槽前后对泵 容积效率的影响 。
图 3 容积效率特性曲线
3 结论 在外啮合齿轮
泵中增加补充填进油槽后 , 其容积效率有了明显提 高 , 收到了满意的效果 , 找到了解决外啮合齿轮泵容 积效率低的一条途径 , 也为今后设计出体积小 、而输 油量大 、容积效率高的外啮合齿轮泵提供了依据 。
现有破坏力的气蚀现象 。但只要增加进油点 , 也就是
在外啮合齿轮泵泵盖增加一条与泵体对称的补充填进
油槽 , 油液充填齿槽间体积的时间就增加了 1倍 , 容
积效率可提高到 0192。并且还不会因转速过高齿轮
厚度增大而使容积效率减小 。
2 应用实例
我们分别在 2105 柴油发动机的机油泵和液压站
用高压齿轮泵增加补充填进油槽 , 泵的容积效率都有
槽形状如图 2所示 , 进油槽的长度不等 , 从 25°开始
每隔 5°做一件 , 第一批一共做了 21 件 。经过试验的
结果是 , 增加了进油槽 , 容积效率都有提高 。进油槽 长度在 115°时机油泵的容积效率达到最大值 。η =
0186, 超过 115°后 , 进油槽长度增加容积效率不再
上升 , 过长时反而降低 。
明显提高 。
以下是在 2105柴油发动机机油泵增加补充填进
油槽前后的试验结果 。
( 1) 2105机油泵的齿轮选用的是 JB / T6010 - 92
机油泵齿轮 JBC03 系列号 , 其参数为 : 模数 m = 3,
齿数
z = 12,
齿形角
α o
= 20°, 变位系数
x
= 016392。
当机油泵转速为 1500 r/m in时 , 理论流量为 :
外啮合齿轮泵均为径向进油 , 泵高速运转时 , 油 液产生的离心力会影响齿槽中的油液充填 , 加上外啮 合齿轮泵不能消除的泄漏现象 , 容积效率低是外啮合 齿轮泵的一个最大缺点 , 也是影响外啮合齿轮泵没有 得到进一步发展和广泛应用的主要原因 。因此 , 如何 设计容积效率高的外啮合齿轮泵是提高外啮合齿轮泵
②进油槽尺寸
d应不大于齿根圆 ,
以
d
=
df -
0为
116
宜。
③进油槽尺寸 D 应与齿轮分度圆相当以 D = d0+1 为宜 。
④进油槽尽寸深度 h不应过大 , 否则会增大泵的
尺寸 , 以 h = 3～5mm 为宜 。
( 2) 增加补充进油点 ———双面补充填油槽
前面通过实验得知 , 在外啮合齿轮泵中增加一条
《机床与液压 》20061No110
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提高外啮合齿轮泵容积效率的创新设计
杨元模
(井冈山学院机械系 , 江西吉安 343009)
摘要 : 根据多年对外啮合齿轮泵的设计开发经验 , 利用流体力学和理论力学原理 , 创新设计出外啮合齿轮泵的进油 槽 , 它能解决齿轮泵高速旋转时因油液离心力而使齿槽间充油不足的问题 , 提高了容积效率 。为提高外啮合齿轮泵的制造 水平探讨出一条新的途径 。
Keywords: New design; Outer - engaged gear pump; O il trough; Volumetric flow rate
0 引言 外啮合齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵 ,
它与柱塞式 、叶片式等其它形式的液压泵相比 , 不但 具有结构最简单 、零件少 , 而且具有抗污染能力强 , 抗振能力强 , 价格低廉等显著特点 。外啮合齿轮泵现 已广泛地用作内燃机润滑系统 、机床及机械传动装置 液压系统的 “心脏 ”, 它的性能好坏直接影响整个机 器的可靠性和耐久性 。对于转速高 、振动大的汽车内 燃机来说 , 设计性能好 、效率高的外啮合齿轮泵就显 得非常重要 。
关键词 : 创新设计 ; 外啮合齿轮泵 ; 进油槽 ; 容积效率 中图分类号 : TH12 文献标识码 : B 文章编号 : 1001 - 3881 (2006) 10 - 107 - 2
New D esign for Im prov ing Volum etr ic Flow Ra te of O uter - engaged Gear Pum p
补充填进油槽能有效地提高泵的容积效率 , 但在实验
中也发现一个问题 , 当泵转速过高或齿轮厚度太大
时 , 容积效率提高不是很多 , 其原因是向齿间补充填
进油时间太短 。因为齿轮在泵体里转动很快 , 每个齿
槽在进油槽区域的逗留时间有限 , 油液来不及填充 ,
齿槽便转过进油槽区域 , 造成油液填充不足 , 甚至出
(3) 若在 2105机油泵泵盖上也增加一条与泵体 上补充填进油槽对称进油槽 。当机油泵转速为 1500 r/ m in, 背压 p = 0126MPa 时 , 测得流量 Q = 161456L / m in, 容积效率提高到 η = 0192。