第四节 齿轮泵讲解

绘制职能符号 • 1.轴向柱塞泵
2.双作用叶片泵
如何判断齿轮泵及叶片泵流向
1、结构组成 一对几何参数（模数m， 齿数为z，齿宽为B）完全相 同的圆柱直齿齿轮。 2、工作原理 两啮合的轮齿将泵体、前 后盖板和齿轮包围的密闭容 积分成两部分，轮齿进入啮 合的一侧密闭容积减小，经 压油口排油，脱开啮合的一 侧密闭容积增大，经吸油口 吸油。
3、流量及流量脉动率
V 2zm B （1）排量 2 q 2zm Bnv （2）流量 ①齿轮节圆直径一定时，为增大泵的排量，应增 大模数，减小齿数。 低压齿轮泵，取z=13～19； 中高压齿轮泵，取z=6～14。 齿轮泵的齿轮多为修正齿轮 （正变位修正）。 ②流量和齿宽B、转速n成正比： 模数 一般齿宽B=(6～10)m。 转速n为750r/min、1000 r/min、1500r/min，转 速过高，会造成吸油不足；转速过低，不能正常工作。 一般齿轮的最大圆周速度不应大于5～6m/s。
3、困油现象与卸荷措施
（1）困油现象产生的原因 齿轮重迭系数ε＞1，在两对轮齿同时啮合时， 它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死 容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先 由大变小，后由小变大。导致压力冲击和气蚀现象。
闭死容积 逐步减小
闭死容积 达到最小
闭死容积 逐步增大
（2）卸荷措施
常用方法是在泵的前后盖板或浮动轴套上开卸 荷槽。两卸荷槽之间的最小距离：
a m cos2 t0 cos
二、内啮合齿轮泵
1、内啮合齿轮泵的工作原理
（1） 渐开线齿形 一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与月牙板所围成 的密闭容积被啮合线分割成两部分。
主动小齿轮 月牙板
从动内齿轮
压油腔
吸油腔
（2）摆线齿形 摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵。 小齿轮和内 齿轮只相差一 齿，因而不需 设置隔板。
2、内啮合齿轮泵的特点
（1）无困油现象 （2）流量脉动小，噪声低 （3）采取间隙补偿措施后，泵的额定压力可达30 MPa。
三、螺杆泵
1、工作原理
相互啮合的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积， 每个密闭容积为一级。 当传动轴带动主螺 杆顺时针旋转时，左 端密闭容积逐渐形成， 容积增大为吸油腔； 右端密闭容积逐渐消 失，容积减小为压油 腔。
2
外啮合齿轮泵存在的问题有四个：
外啮合齿轮泵的流量脉动大
外啮合齿轮泵的泄漏比较大 外啮合齿轮泵有径向不平衡力 外啮合齿轮泵有困油问题
（3）齿轮泵的流量脉动 齿轮啮合过程中，排量是转角的周期函数，瞬 时理论流量是脉动的。用脉动率表示：
qmax qmin q qavg
流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重 要指标。 δq值随齿数的增多而减小。这是齿轮泵产生噪 声的主要根源。
（2）端面间隙自动补偿
①常用措施： 在齿轮和盖板之间 增加一个补偿零件，如 浮动轴套或浮动侧板。 ②原理： 在浮动零件的背面 引入压力油，让作用在 背面的液压力稍大于正 面的液压力，其差值由 一层很薄的油膜承受。
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2、液压径向力及平衡措施
齿谷内的油液由吸油区的零压逐步增压到压油区的 高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力：
改善措施： 为减少脉动，可同轴 安装两套齿轮，每套齿 轮之间错开半个齿距， 组成共同吸油和压油的 两个分离的齿轮泵。
（二）结构特点 1、泄漏与间隙补偿措施
（1）泄漏 齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸 油腔： 一是通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面泄漏； 占总泄漏量的80％—85％。 二是通过齿顶圆与泵体内圆之间的径向间隙（通道 较长）——径向泄漏；占总泄漏量的10％—15％。 三是通过齿轮啮合线处的间隙——啮合处泄漏；占 总泄漏量的5％左右。 泄漏量影响因素：间隙大小；压力差。
F KpBDe
式中：K—系数，对主动齿轮K=0.75；对从动齿轮K=0.85
使泵轴弯 曲，使壳体偏 磨，加速轴承 的磨损，降低 轴承使用寿命。
（1）在盖板上开设压力平衡槽
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。 但这将使泄漏增大, 容积效率降低。
（2）CB—B型齿轮泵常采 用缩小压油腔的办法，以 减小径向不平衡力，所以 泵的压油口孔径比吸油口 孔径要小。
重要选择依据
选择液压泵的原则
• 是否要求变量 径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作 用叶片泵是变量泵。 • 工作压力 柱塞泵压力31.5MPa；叶片泵压力 6.3MPa，高压化以后可达16MPa；齿轮泵压力 2.5MPa，高压化以后可达21MPa以上。 • 工作环境 齿轮泵的抗污染能力最好。 • 噪声指标 低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶 片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流 量均匀。 • 效率 轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵， 排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况 下总效率最高。
2、特点
流量均匀，噪声低； 自吸性能好。
四、选用参考
(1)负载小、功率小：用齿轮泵、双作用叶片泵； (2)精度较高的机床：螺杆泵、双作用叶片泵； (3)负载较大、有快、慢速工作行程的机械设备： 限压式变量叶片泵； (4)负载大、功率大的机械设备：柱塞泵； (5)送料、夹紧等：齿轮泵。
五、压力比较
齿轮泵主要用于低压系统 叶片泵主要用于中低压系统 柱塞泵主要用于高压系统
第四节 齿轮泵
齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，是 利用齿轮啮合原理工作的。它一般做成定量泵。 外啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵 因螺杆的螺旋面可视为齿轮曲线作螺旋运动所形 成的表面，螺杆的啮合相当于无数个无限薄的齿轮 曲线的啮合，因此将螺杆泵放在齿轮泵一起介绍。
应用广
一、外啮合齿轮泵
（一）工作原理