液壓及氣壓傳動(dòng)——第四節(jié)

1、上節(jié)回顧上節(jié)回顧1、壓力：額定壓力、最高允許壓力、工作壓力、壓力：額定壓力、最高允許壓力、工作壓力2、轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速3、排量、流量：排量、理論流量、瞬時(shí)流量、排量、流量：排量、理論流量、瞬時(shí)流量 、平均流量、平均流量 、額定流量額定流量 、實(shí)際流量、實(shí)際流量4、功率、效率：理論液壓功率、實(shí)際輸入功率、實(shí)際輸出、功率、效率：理論液壓功率、實(shí)際輸入功率、實(shí)際輸出功率、理論轉(zhuǎn)矩、實(shí)際轉(zhuǎn)矩、液壓泵的容積效率、液壓泵功率、理論轉(zhuǎn)矩、實(shí)際轉(zhuǎn)矩、液壓泵的容積效率、液壓泵的機(jī)械效率的機(jī)械效率 、液壓泵的總效率、液壓泵的總效率3.2 齒輪泵齒輪泵齒輪泵分類

2、：齒輪泵分類：按嚙合形式分：外嚙合、內(nèi)嚙合按嚙合形式分：外嚙合、內(nèi)嚙合按齒形曲線分：漸開線齒形、圓弧齒形、擺線齒形按齒形曲線分：漸開線齒形、圓弧齒形、擺線齒形一、漸開線外嚙合齒輪泵一、漸開線外嚙合齒輪泵1工作原理及結(jié)構(gòu)組成工作原理及結(jié)構(gòu)組成齒輪泵工作原理圖齒輪泵工作原理圖齒輪泵齒輪泵視頻視頻外嚙合齒輪泵的工作原理和結(jié)構(gòu)如圖所示。泵體1內(nèi)有一對(duì)互相嚙合的外齒輪2和3，齒輪的兩端由端蓋密封。這樣由泵體、齒輪的各個(gè)齒槽和端蓋形成了多個(gè)密封工作腔，同時(shí)輪齒的嚙合線又將左右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒相繼脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，在大氣壓力

3、作用下經(jīng)吸油管從油箱吸進(jìn)油液，并被旋轉(zhuǎn)的輪齒齒間槽帶入左側(cè)。左側(cè)壓油腔由于輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被輸出送往系統(tǒng)。這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。在齒輪泵的嚙合過程中，嚙合點(diǎn)沿嚙合線移動(dòng)，這樣就把吸油區(qū)和壓油區(qū)分開。1泵體；2主動(dòng)齒輪；3從動(dòng)齒輪 2.齒輪泵的排量和流量 外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒槽容積之和。若假設(shè)齒槽容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為z、模數(shù)為m、節(jié)圓直徑為d（其值等于mz）、有效齒高為h（其值等于2 m）、齒寬為b時(shí)，齒輪泵的排量近似值為Vdhbzm b22實(shí)際上，齒槽容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少差值越大，因此需用3.33

4、 3.50來代替上式中的值（齒數(shù)少時(shí)，取大值），以補(bǔ)償誤差。即齒輪泵的排量為Vzm b ( . )66672 由此得齒輪泵的輸出流量為qzm bnv ( . )66672 實(shí)際上，由于齒輪泵在工作過程中嚙合點(diǎn)沿嚙合線移動(dòng)，使其工作油腔的容積變化率是不均勻的。因此，齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。流量脈動(dòng)會(huì)直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動(dòng)，使管路系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。如果脈動(dòng)頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致，還將引起共振，加劇振動(dòng)和噪聲。若用qmax和qmin表示最大、最小瞬時(shí)流量，q表示平均流量，則流量脈動(dòng)率可用下式表示 它是衡量容積式泵流量品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。在容積式泵中，齒輪泵的流量脈動(dòng)最大，并且

5、齒數(shù)愈少，脈動(dòng)率愈大。這是外嚙合齒輪泵的一個(gè)缺點(diǎn)。所以，齒輪泵一般用于對(duì)工作平穩(wěn)性要求不高的場(chǎng)合，要求平穩(wěn)性高的高精度機(jī)械不宜采用齒輪泵。qqqmaxmin3.齒輪泵結(jié)構(gòu)分析 (1) 困油現(xiàn)象 齒輪泵要平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，即有兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的時(shí)刻，因此，就會(huì)有一部分油液困在兩對(duì)輪齒所形成的封閉容積之內(nèi)，如圖所示。這個(gè)封閉容積先隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減?。ㄓ蓤D（a）到圖（b），然后又逐漸增大（由圖（b）到圖（c）。 困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象放大圖封閉容積減小，會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用；封閉容積的增大又會(huì)造成局部真空，使

6、溶于油液中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲并引起振動(dòng)和氣蝕，降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性，縮短使用壽命。消除困油的方法，通常是在兩端蓋板上開卸荷槽（圖（d）中的虛線），使封閉容積減小時(shí)，通過右邊的卸荷槽與壓油腔相通；封閉容積增大時(shí)，通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通。兩卸荷槽的間距必須確保在任何時(shí)候都不使吸油腔和壓油腔相通。 (2) 徑向不平衡力在齒輪泵中，液體作用在齒輪外緣的壓力是不均勻的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)的方向逐齒遞增，因此齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用。工作壓力越高，徑向不平衡力也越大。徑向不平衡力很大時(shí)，能使泵軸彎曲，導(dǎo)致

7、齒頂接觸泵體，產(chǎn)生摩擦；同時(shí)也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。為了減小徑向不平衡力的影響，常采?。?）縮小壓油口的辦法，使壓油腔的壓力油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)；（2）在蓋板上開設(shè)平衡槽A和B，如圖所示，使他們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與吸油腔和壓油腔對(duì)應(yīng)的液壓徑向力，起到平衡作用。 (3) 端面泄漏及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償 齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到吸油腔去：（1）通過齒輪嚙合線處的間隙； （2）通過泵體內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙；（3）通過齒輪兩端面和蓋板間的端面間隙。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大。液壓泵的壓力越高，由間隙泄漏的液壓油就愈多，因此，一般齒輪泵只用于

8、低壓系統(tǒng)。為減小泄漏，用減小間隙的方法并不能取得好的效果，因?yàn)樵诒媒?jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于磨損而使間隙變大，泄漏又會(huì)增加。為提高齒輪泵的壓力和容積效率，需要從結(jié)構(gòu)上采取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。 通常采用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種。浮動(dòng)軸套式齒輪泵的浮動(dòng)軸套是浮動(dòng)安裝的，軸套外側(cè)的空腔與泵的壓油腔相通。所引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪側(cè)端面上，泵輸出的壓力愈高，貼得愈緊，因而自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。當(dāng)泵工作時(shí)，浮動(dòng)軸套受油壓的作用而壓向齒輪端面，將齒輪兩側(cè)面壓緊，從而補(bǔ)償了端面間隙。 4.內(nèi)嚙合齒輪泵 內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其結(jié)構(gòu)示意可見圖所

9、示。這兩種內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理和主要特點(diǎn)皆與外嚙合齒輪泵相同。在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪之間要裝一塊月牙隔板，以便把吸油腔和壓油腔隔開，如圖（a）。擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，在這種泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪只相差一齒，因而不需設(shè)置隔板，如圖（b）。內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪是主動(dòng)輪。 內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，在高轉(zhuǎn)速工作時(shí)有較高的容積效率。但在低速高壓下工作時(shí)，壓力脈動(dòng)大，容積效率低，所以一般用于中低壓系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點(diǎn)是：齒形復(fù)雜，加工困難，價(jià)格較貴。 螺桿泵實(shí)質(zhì)上是一種外嚙合式擺線齒輪泵。在螺桿泵內(nèi)的螺桿可以有兩根，也可以有三根。圖是三螺桿泵的工作原理。在泵體內(nèi)安裝三根螺桿，中間的主動(dòng)螺桿3是右旋凸螺桿，兩側(cè)的從動(dòng)螺桿1是左旋凹螺桿。三根螺桿的外圓與泵體的對(duì)應(yīng)弧面保持著良好的配合，螺桿的嚙合線把主動(dòng)螺桿3和從動(dòng)螺桿1的螺旋槽分割成多個(gè)相互隔離的密封工作腔。隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，密封工作腔可以一個(gè)接一個(gè)地在左端形成，不斷從左向右移動(dòng)。但其容積不變，因此可以形成均勻而平穩(wěn)的輸出流量。5.螺桿泵螺桿泵動(dòng)畫作業(yè) 1、什么是困油現(xiàn)象？其產(chǎn)生的危害有哪些？齒輪泵是如什么是困油現(xiàn)象？其產(chǎn)生