第二章齿轮泵结构设计
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第二章 齿轮泵
主讲教师：魏晓华
第二章 齿轮泵
回转泵属于容积式 具有容积式泵的共性和特点。与往 复泵相比，具有下列优点： 1.转速范围大；2.结构紧凑；3.易损件少，无须设吸排 阀；4.供液较为均匀
§2-1 齿 轮 泵
齿轮泵的类型 1.外齿轮泵（正齿轮泵、斜齿轮泵、人字形齿轮泵）
2.内齿轮泵（渐开线形、摆线形—转子泵）
Qt= 7 Z m2 B n×10-6 L/min
测算Qt：对于标准齿轮 m=De /（ Z + 2） De -齿顶圆直径 对于变位齿轮 m=De /（ Z + 3）
齿轮泵容积效率的影响因素分析：
1. 密封间隙 存在径向间隙（齿顶间隙）、轴向间隙（
端面间隙）和齿侧间隙 ，齿轮泵的轴向间隙（端面间 隙）漏泄量最大，占总漏泄量的70～80％。
⑵吸排方向完全取决于泵轴的回转方向； ⑶泵的流量不大、连续，但有小脉动
噪音较大；脉动率在11%~27%，其不均匀度与齿轮齿 数、形状有关，斜齿轮比直齿轮不均匀度小，而人字 齿轮又比斜齿轮不均匀度小，齿数越少脉动率越大 ⑷ 理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力 无关；排出压力与工作部件的尺寸和转速无关，仅取 决于泵的密封性能和轴承承载能力、泵及系统的强度 等条件。需设安全阀
消减困油现象应用最多最广是泄压槽法
3. 齿轮泵的径向力 径向力产生原因 1、作用在齿轮外圆上的压力分布是不 相同的，从压油腔到吸油腔油液的压 力分布是逐步分级降低，有压差存在 而产生的径向力； 2、齿顶与泵体内表面有径向间隙；油 液的不均匀力的合力作用在泵轴上， 使轴承受到单向压力而产生的径向力。
ηv 下降（最高转速限制在3000 r/min以下）；转速 太低ηv 下降（转速应在200~300 r/min以上）
5.齿轮泵的特点
⑴自吸性能好 但自吸能力不如往复泵，因为排送气体时 密封性差。摩擦部位较多，间隙小，线速度较高，启 动前齿轮表面必须有油，不允许干转。适合作为油泵， 输送带有油性的液体；
工作原理：泵轴带动一对互相啮合的齿轮按图示方
向转动，退出啮合的一侧，容积空间逐渐增大，形成 真空，油液便被吸入；而进入啮合的一侧，容积空间 逐渐减小，油压升高，就将油液推入压力管路。（退 出啮合的是吸油腔，进入啮合的是压油腔转动方向改 变，吸排油方向也就跟着改变。）
2.齿轮泵的困油现象(也称齿封现象) 图示
快。所以计算和选择齿轮泵轴承时，往
往以从动轮的受力作为计算和选择轴承 的依据。
减少径向力的措施
1、扩大高压区； 2、扩大低压区； 3、开液压平衡槽； 4、减小油口尺寸。
齿轮泵径向力平衡槽
4. 齿轮泵的流量
Qt= KπD 2m B n×10-6= 2πK D m B n × 10-6 L/min
时而压送油，时而不压送油，瞬时流量的差值可达30
％，齿轮泵不能正常工作。ε=1的情况也不能保证齿轮
泵正常工作。
困油现象危害：轴承负荷增大、功率损失增加、油
液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平
稳性和寿命。
说明：封闭空间的容积是动态变化的，由大变小再由
小变大。变小时：油液不可压缩，油液被挤压，压力 升高，就从零件接合面的缝隙中强行挤出（这个压力 比油泵的工作压力高很多，甚至可达几百个大气压）， 使齿轮和轴承受到很大的径向压力和附加载荷。变大 时，产生局部真空，空气析出，发生汽化，引起汽蚀。
齿轮泵在船上应用场合 可作为液压泵、输油泵、滑油泵；内齿轮泵可作为
小型油泵（制冷压缩机的润滑油泵）；转子泵常作为 润滑油泵。
一、外齿轮泵
1.外齿轮泵的工作原理（这里仅讨论使用圆柱齿 轮的齿轮泵）
基本结构组成：齿轮（主动齿轮、从动齿轮）、 泵体、吸入口、排出口。
装配关系：主动齿轮和从动齿轮分别安装在两 根平行的转轴上；两根平行的泵转轴由泵体和 端盖支承；两齿轮被安装在泵体内。
3、齿轮啮合传递转矩所产生的径向 力
油泵工作压力越高，径向力越大。
主动齿轮上所受的径向力的合力F1：
较小。从动齿轮上所受的径向力的合力
F2：较大，F2＞F1。因为齿轮的啮合点
是不断变化的，故其力的大小、方向均 显周期性变化。
注意：由于F2＞F1 ，当两个齿轮的轴承
规格相同时，从动轴承的磨损失效必然
D—分度圆直径，mm; D=mz, mm, z—齿数 m—模数 m=D/z， mm; b—齿宽，mm; n—转速，r/min; K—修正系数，一般为 1.05～1.15。
中低压齿轮泵的流量：[取K≈1.06 2πK= 6.66] Qt= 6.66 Z m2 B n×10-6 L/min
高压齿轮泵的流量： [取2πK= 7 ]
齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于
一对，即重叠系数ε应大于1(ε=1.4)才能正常工作。
留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成 的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的 转动而变化。这就是齿轮泵的困油现象
说明：若整个啮合过程中有某段时间啮合的齿轮对数 少于1对，即ε＜1时，油泵的输油率就很不均匀，出现
解决方法（消除、减轻的基点是泄压）： ①修正齿形 使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用 较少。 ②泄压孔法 在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从 动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。图示 ③泄压槽（卸荷槽）法 在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆 的公切线方向，开出四个长方形的凹槽（在每个侧盖的进 排油方向各开一个）。凹槽的距离，必须大于一个轮齿齿 间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。图示 泄压槽法分为 对称泄压槽法：泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不 完善； 非对称泄压槽法：即向吸入侧方向移过一个适当距离，该 法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许 反转。图示
2.吸入压力：吸入压力降低，气体析出，ηv 下降 3.排出压力：排出压力升高，漏泄增加， ηv 下降
4.温度和粘度： 油温升高，粘度下降，气体析出，漏
泄增加，ηv 下降 5.转速 漏泄量与转速关系不大，但也不能太高或太低。
转速太高，油液的离心力大，油液难于充满齿腔，齿 根会出现真空而汽化，影响吸入，产生振动、噪音，
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⑸结构简单（无泵阀）、价格低廉，易损件少（不需设 吸排阀），耐冲击，工作可靠，可与电机直接连接（不 需设减速装置）。 ⑹磨擦面多，不宜排送含固体颗粒的液体，宜排送油类。
主讲教师：魏晓华
第二章 齿轮泵
回转泵属于容积式 具有容积式泵的共性和特点。与往 复泵相比，具有下列优点： 1.转速范围大；2.结构紧凑；3.易损件少，无须设吸排 阀；4.供液较为均匀
§2-1 齿 轮 泵
齿轮泵的类型 1.外齿轮泵（正齿轮泵、斜齿轮泵、人字形齿轮泵）
2.内齿轮泵（渐开线形、摆线形—转子泵）
Qt= 7 Z m2 B n×10-6 L/min
测算Qt：对于标准齿轮 m=De /（ Z + 2） De -齿顶圆直径 对于变位齿轮 m=De /（ Z + 3）
齿轮泵容积效率的影响因素分析：
1. 密封间隙 存在径向间隙（齿顶间隙）、轴向间隙（
端面间隙）和齿侧间隙 ，齿轮泵的轴向间隙（端面间 隙）漏泄量最大，占总漏泄量的70～80％。
⑵吸排方向完全取决于泵轴的回转方向； ⑶泵的流量不大、连续，但有小脉动
噪音较大；脉动率在11%~27%，其不均匀度与齿轮齿 数、形状有关，斜齿轮比直齿轮不均匀度小，而人字 齿轮又比斜齿轮不均匀度小，齿数越少脉动率越大 ⑷ 理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力 无关；排出压力与工作部件的尺寸和转速无关，仅取 决于泵的密封性能和轴承承载能力、泵及系统的强度 等条件。需设安全阀
消减困油现象应用最多最广是泄压槽法
3. 齿轮泵的径向力 径向力产生原因 1、作用在齿轮外圆上的压力分布是不 相同的，从压油腔到吸油腔油液的压 力分布是逐步分级降低，有压差存在 而产生的径向力； 2、齿顶与泵体内表面有径向间隙；油 液的不均匀力的合力作用在泵轴上， 使轴承受到单向压力而产生的径向力。
ηv 下降（最高转速限制在3000 r/min以下）；转速 太低ηv 下降（转速应在200~300 r/min以上）
5.齿轮泵的特点
⑴自吸性能好 但自吸能力不如往复泵，因为排送气体时 密封性差。摩擦部位较多，间隙小，线速度较高，启 动前齿轮表面必须有油，不允许干转。适合作为油泵， 输送带有油性的液体；
工作原理：泵轴带动一对互相啮合的齿轮按图示方
向转动，退出啮合的一侧，容积空间逐渐增大，形成 真空，油液便被吸入；而进入啮合的一侧，容积空间 逐渐减小，油压升高，就将油液推入压力管路。（退 出啮合的是吸油腔，进入啮合的是压油腔转动方向改 变，吸排油方向也就跟着改变。）
2.齿轮泵的困油现象(也称齿封现象) 图示
快。所以计算和选择齿轮泵轴承时，往
往以从动轮的受力作为计算和选择轴承 的依据。
减少径向力的措施
1、扩大高压区； 2、扩大低压区； 3、开液压平衡槽； 4、减小油口尺寸。
齿轮泵径向力平衡槽
4. 齿轮泵的流量
Qt= KπD 2m B n×10-6= 2πK D m B n × 10-6 L/min
时而压送油，时而不压送油，瞬时流量的差值可达30
％，齿轮泵不能正常工作。ε=1的情况也不能保证齿轮
泵正常工作。
困油现象危害：轴承负荷增大、功率损失增加、油
液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平
稳性和寿命。
说明：封闭空间的容积是动态变化的，由大变小再由
小变大。变小时：油液不可压缩，油液被挤压，压力 升高，就从零件接合面的缝隙中强行挤出（这个压力 比油泵的工作压力高很多，甚至可达几百个大气压）， 使齿轮和轴承受到很大的径向压力和附加载荷。变大 时，产生局部真空，空气析出，发生汽化，引起汽蚀。
齿轮泵在船上应用场合 可作为液压泵、输油泵、滑油泵；内齿轮泵可作为
小型油泵（制冷压缩机的润滑油泵）；转子泵常作为 润滑油泵。
一、外齿轮泵
1.外齿轮泵的工作原理（这里仅讨论使用圆柱齿 轮的齿轮泵）
基本结构组成：齿轮（主动齿轮、从动齿轮）、 泵体、吸入口、排出口。
装配关系：主动齿轮和从动齿轮分别安装在两 根平行的转轴上；两根平行的泵转轴由泵体和 端盖支承；两齿轮被安装在泵体内。
3、齿轮啮合传递转矩所产生的径向 力
油泵工作压力越高，径向力越大。
主动齿轮上所受的径向力的合力F1：
较小。从动齿轮上所受的径向力的合力
F2：较大，F2＞F1。因为齿轮的啮合点
是不断变化的，故其力的大小、方向均 显周期性变化。
注意：由于F2＞F1 ，当两个齿轮的轴承
规格相同时，从动轴承的磨损失效必然
D—分度圆直径，mm; D=mz, mm, z—齿数 m—模数 m=D/z， mm; b—齿宽，mm; n—转速，r/min; K—修正系数，一般为 1.05～1.15。
中低压齿轮泵的流量：[取K≈1.06 2πK= 6.66] Qt= 6.66 Z m2 B n×10-6 L/min
高压齿轮泵的流量： [取2πK= 7 ]
齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于
一对，即重叠系数ε应大于1(ε=1.4)才能正常工作。
留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成 的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的 转动而变化。这就是齿轮泵的困油现象
说明：若整个啮合过程中有某段时间啮合的齿轮对数 少于1对，即ε＜1时，油泵的输油率就很不均匀，出现
解决方法（消除、减轻的基点是泄压）： ①修正齿形 使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用 较少。 ②泄压孔法 在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从 动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。图示 ③泄压槽（卸荷槽）法 在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆 的公切线方向，开出四个长方形的凹槽（在每个侧盖的进 排油方向各开一个）。凹槽的距离，必须大于一个轮齿齿 间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。图示 泄压槽法分为 对称泄压槽法：泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不 完善； 非对称泄压槽法：即向吸入侧方向移过一个适当距离，该 法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许 反转。图示
2.吸入压力：吸入压力降低，气体析出，ηv 下降 3.排出压力：排出压力升高，漏泄增加， ηv 下降
4.温度和粘度： 油温升高，粘度下降，气体析出，漏
泄增加，ηv 下降 5.转速 漏泄量与转速关系不大，但也不能太高或太低。
转速太高，油液的离心力大，油液难于充满齿腔，齿 根会出现真空而汽化，影响吸入，产生振动、噪音，
wenku.baidu.com
⑸结构简单（无泵阀）、价格低廉，易损件少（不需设 吸排阀），耐冲击，工作可靠，可与电机直接连接（不 需设减速装置）。 ⑹磨擦面多，不宜排送含固体颗粒的液体，宜排送油类。