齒輪泵設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、齒輪泵設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：中高壓外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)姓名：專(zhuān)業(yè)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：武漢科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二0一三年五月目錄摘要AbstractII1 緒論11.1 研發(fā)背景及意義11.2 齒輪泵的工作原理21.3 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)41.4 外嚙合齒輪泵基本設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)52 外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)52.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算52.2 軸的設(shè)計(jì)與校核72.2.1 .齒輪泵的徑向力72.2.2 減小徑向力和提高齒輪軸軸頸及軸承負(fù)載能力的措施92.2.3 軸的設(shè)計(jì)與校核102.3 卸荷槽尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算132.3.1 困油現(xiàn)象的產(chǎn)生及危害132.3.2 消除困油危害的方法152.3.3

2、 卸荷槽尺寸計(jì)算192.4 進(jìn)、出油口尺寸設(shè)計(jì)202.5 選軸承202.6 鍵的選擇與校核212.7 連接螺栓的選擇與校核212.8 泵體壁厚的選擇與校核22總結(jié)23致謝24參考文獻(xiàn)26摘要外嚙合齒輪泵是一種常見(jiàn)的液壓泵，它靠一對(duì)齒輪的進(jìn)入和脫離嚙合完成吸油和壓油，且均存在泄漏現(xiàn)象、困油現(xiàn)象以及噪聲和振動(dòng)。減小外嚙合齒輪泵的徑向力是研究外嚙合齒輪泵的一大課題，為減小徑向力中高壓外嚙合齒輪泵多采用的是變位齒輪，而且對(duì)軸和軸承的要求較高。為解決泄漏問(wèn)題，低壓外嚙合齒輪泵可采用提高加工精度等方法解決，而對(duì)于中高壓外嚙合齒輪泵則需要采取加浮動(dòng)軸套或彈性側(cè)板的方法解決。困油現(xiàn)象引起齒輪泵強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲

3、還大大所短外嚙合齒輪泵的使用壽命，解決困油問(wèn)題的方法是開(kāi)卸荷槽。關(guān)鍵詞：外嚙合齒輪泵，變位齒輪，浮動(dòng)軸套，困油現(xiàn)象，卸荷槽（此畢業(yè)設(shè)計(jì)獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)榮譽(yù)，共有5張零件圖，1張裝配圖，而且有開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯、答辯稿，答辯ppt,保證讓你的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利過(guò)關(guān)！先找份好的工作，不再為畢業(yè)設(shè)計(jì)而發(fā)愁！有需要零件QQ:)文檔僅供參考Theexternalgearpumpisacommonlyusedhydraulicpumps,whichrelyonapairofmeshinggearsintoandoutofoilandoilpressuretocomplete,andthereareleakage

4、,thephenomenonoftrappedoilandnoiseandvibration.Reducetheexternalgearpumpoftheradialforceistheexternalgearpumpisamajorissue,inordertoreducetheradialforcemorepressureexternalgearpumpusesavariablegearandtheshaftandbearingsarehigher.Tosolvetheleakageproblem,lowpressuregearpumpandothermethodscanbeusedtos

5、olvehigherprecision,whileforthehigh-pressureexternalgearpumpsareneededtoincreasethefloatingsleeveorelasticsidepanelsofthesolutions.Phenomenoncausedbytrappedoilgearpumpisalsoastrongvibrationandnoiseareconsiderablyshorterservicelifeofexternalgearpumptosolvetheoilproblemistrappedunloadingopeningslot.Ke

6、ywords:externalgearpump,variablegear,floatingshaft,trappingphenomenon,unloadingtank1 緒論1.1 研發(fā)背景及意義齒輪泵是在工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)用極其廣泛的重要裝置之一，特別是在液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)中占有很大的比重，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、白吸性能好、耐污染、使用可靠、壽命較長(zhǎng)、制造容易、維修方便、價(jià)格便宜等特點(diǎn)L一”。但同時(shí)齒輪泵也還存在一些不足，如困油現(xiàn)象比較嚴(yán)重、流量和壓力脈動(dòng)較大、徑向力不平衡、泄漏大、噪聲高及易產(chǎn)生氣穴等缺點(diǎn)，這些特性和缺點(diǎn)都直接影響著齒輪泵的質(zhì)量。隨著齒輪泵在高溫、高壓、大排量、低流量脈

7、動(dòng)、低噪音等方面發(fā)展及應(yīng)用，對(duì)齒輪泵的特性研究及提高齒輪泵的安全和效率已成為國(guó)內(nèi)外深入研究的課題。外嚙合齒輪泵是應(yīng)用最廣泛的一種齒輪泵（稱(chēng)為普通齒輪泵），其設(shè)計(jì)及生產(chǎn)技術(shù)水平也最成熟。多采用三片式結(jié)構(gòu)、浮動(dòng)軸套軸向間隙白動(dòng)補(bǔ)償措施，并采用平槽以減小齒輪（軸承）的徑向不平衡力。當(dāng)前，這種齒輪泵的額定壓力可達(dá)25MPa?？墒?，由于這種齒輪泵的齒數(shù)較少，導(dǎo)致其流量脈動(dòng)較大由于齒輪泵在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，因此，吸引了大量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于齒輪泵的研究主要集中在以下方面：齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；齒輪泵間隙優(yōu)化及補(bǔ)償技術(shù)；困油沖擊及卸荷措施；齒輪泵流量品質(zhì)研究；齒輪泵的噪聲控

8、制技術(shù)；輪齒表面涂覆技術(shù)；齒輪泵的變量方法研究；齒輪泵的壽命及其影響因素研究；齒輪泵液壓力分析及其高壓化的途徑；水介質(zhì)齒輪泵基礎(chǔ)理論研究。綜上所知，對(duì)齒輪泵的白主研發(fā)和設(shè)計(jì)對(duì)中國(guó)尤為重要。特別是在提高其效力和降低噪音和振動(dòng)方面。隨著社會(huì)的發(fā)展，齒輪泵更廣泛的被應(yīng)用于各種工業(yè)，工業(yè)白動(dòng)化程度越來(lái)越高，需要達(dá)到的精度也越高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。這就要求齒輪泵的設(shè)計(jì)制造在秉承了原有的先進(jìn)技術(shù)之外，要不斷攻克新的技術(shù)難點(diǎn)。此次研究在達(dá)到課題給出的條件要求之外力爭(zhēng)改進(jìn)外嚙合齒輪泵的如下難點(diǎn)：（1）高壓化；（2）低流量脈動(dòng)；（3）低噪聲；（4）大排量；（5）變排量，為社會(huì)工業(yè)發(fā)展提供性能更強(qiáng)、更穩(wěn)定的外嚙

9、合齒輪泵。本論文針對(duì)如何降低外嚙合齒輪泵的輸出流量脈動(dòng)和噪聲并力求在保持外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工藝在各類(lèi)液壓泵中最簡(jiǎn)單，在價(jià)格、可靠性、壽命、抗污染和白吸能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)上開(kāi)展了對(duì)齒輪泵的工作機(jī)理分析與研究。本論文在對(duì)外嚙合齒輪泵工作原理和流量脈動(dòng)機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，為外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)建立外嚙合齒輪泵齒輪的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化計(jì)算出使輸出流量脈動(dòng)最小的齒輪參數(shù)。這對(duì)于促進(jìn)機(jī)械裝備的技術(shù)進(jìn)步、降低機(jī)械裝備的制造成本具有十分重要的意義，其應(yīng)用前景將十分廣闊.1.2 齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的工作原理圖如圖1.2所示：1-2齒輪泵工作原理圖由圖可

10、見(jiàn)，這種泵的殼體內(nèi)裝有一對(duì)外嚙合齒輪。由于齒輪端面與殼體端蓋之間的縫隙很小，齒輪齒頂與殼體內(nèi)表面的間隙也很小，因此能夠看成將齒輪泵殼體內(nèi)分隔成左、右兩個(gè)密封容腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)的齒輪逐漸脫離嚙合，露出齒間。因此這一側(cè)的密封容腔的體積逐漸增大，形成局部真空，油箱中的油液在大氣壓力的作用下經(jīng)泵的吸油口進(jìn)入這個(gè)腔體，因此這個(gè)容腔稱(chēng)為吸油腔。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)齒間中的油液從右側(cè)被帶到了左側(cè)。在左側(cè)的密封容腔中，輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，使左側(cè)密封容腔的體積逐漸減小，把齒間的油液從壓油口擠壓輸出的容腔稱(chēng)為壓油腔。當(dāng)齒輪泵不斷地旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪泵的吸、壓油口不斷地吸油和壓油，實(shí)現(xiàn)了向液壓系統(tǒng)輸送油液的

11、過(guò)程。在齒輪泵中，吸油區(qū)和壓油區(qū)由相互嚙合的輪齒和泵體分隔開(kāi)來(lái)，因此沒(méi)有單獨(dú)的配油機(jī)構(gòu)。齒輪泵是容積式回轉(zhuǎn)泵的一種，其工作原理是：齒輪泵具有一對(duì)互相嚙合的齒輪，齒輪（主動(dòng)輪）固定在主動(dòng)軸上，齒輪泵的軸一端伸出殼外由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪泵的另一個(gè)齒輪（從動(dòng)輪）裝在另一個(gè)軸上，齒輪泵的齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體沿吸油管進(jìn)入到吸入空間，沿上下殼壁被兩個(gè)齒輪分別擠壓到排出空間匯合（齒與齒嚙合前），然后進(jìn)入壓油管排出。齒輪泵的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、造價(jià)低。但與其它類(lèi)型泵比較，有效率低、振動(dòng)大、噪音大和易磨損的缺點(diǎn)。齒輪泵適合于輸送黏稠液體。1.3 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒輪采用具有國(guó)際九十年人先進(jìn)水平的新技術(shù)

12、-雙圓弧正弦曲線齒型圓弧。它與漸升線齒輪相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是齒輪嚙合過(guò)程中齒廓面沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，因此齒面無(wú)磨損、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、無(wú)困液現(xiàn)象，噪聲低、壽命長(zhǎng)、效率高。該泵擺脫傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的束縛，使得齒輪泵在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用上進(jìn)入了一個(gè)新的領(lǐng)域。泵設(shè)有差壓式安全閥作為超載保護(hù)，安全閥全回流壓力為泵額定排出壓力1.5倍。也可在允許排出壓力范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要另行調(diào)整?？墒谴税踩y不能作減壓閥長(zhǎng)期工作，需要時(shí)可在管路上另行安裝。該泵軸端密封設(shè)計(jì)為兩種形式，一種是機(jī)械密封，另一種是填料密封，可根據(jù)具體使用情況和用戶(hù)要求確定。1.4外嚙合齒輪泵基本設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)外嚙合泵主要由主、從動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)軸，泵體及側(cè)板等主要零

13、件構(gòu)成。泵體內(nèi)相互嚙合的主、從動(dòng)齒輪與兩端蓋及泵體一起構(gòu)成密封工作容積，齒輪的嚙合點(diǎn)將兩腔隔開(kāi)，形成了吸、壓油腔，吸油腔內(nèi)的輪齒脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，油液在大氣壓力作用下從油箱經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔，并被旋轉(zhuǎn)的輪齒帶入壓油腔。壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統(tǒng)，這就是齒輪泵的吸油和壓油程。在齒輪泵的嚙合過(guò)程中，嚙合點(diǎn)沿嚙合線，把吸油區(qū)和壓油區(qū)分開(kāi)。根據(jù)外嚙合齒輪泵的工作原理及外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)方面的資料，我們可總結(jié)出外嚙合齒輪泵的基本設(shè)計(jì)思路如下：1. 根據(jù)使用場(chǎng)合選擇齒數(shù)。均勻性要求高的一般取14到,20齒。要求低的取6到14齒。2.

14、 根據(jù)需要的排量計(jì)算模數(shù)。m=q/KZ(B/m)開(kāi)三次根號(hào)。m是模數(shù)Z是齒數(shù)q是排量。K=6.66,B是齒寬(B/m)根據(jù)壓力查表低壓較大，高壓較小3. 齒輪變位。齒輪泵齒輪勻許根切但要保證根切的情況下不漏油。因此一般要保證嚙合線始終在根切部分以外。具體要查齒輪手冊(cè)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)14齒以上能夠不變位。變位會(huì)使排量變小，因此需要變位時(shí)要工作結(jié)束。得把齒數(shù)再減小然后變位來(lái)湊出需要的排量。齒輪是核心部件，至此主4. 軸的設(shè)計(jì)與校核。5. 開(kāi)泄荷槽。一般都是開(kāi)那種矩形對(duì)稱(chēng)的。并根據(jù)液壓元件上，般都是開(kāi)那種矩形對(duì)稱(chēng)的。并根據(jù)液壓元件上的公試計(jì)算其尺寸。6. 計(jì)算吸油和排油口齒寸。7. 選密封件、軸承、鍵

15、等標(biāo)準(zhǔn)件。8. 選擇泵體壁厚畫(huà)外殼。其中關(guān)鍵技術(shù)為齒輪的設(shè)計(jì)與軸向間隙補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)。2外嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)2.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 因?yàn)榱硗鈬Ш淆X輪泵是中高壓齒輪泵因此材料強(qiáng)度要求較高，根據(jù)資料文獻(xiàn)選擇齒輪材料為40Cr。(2) 確定參數(shù)根據(jù)齒輪泵的排量公式V2zm3(B/m)1032zm2B103由于齒間容積比輪齒間的體積稍大，考慮這一因素，將2兀用6,66代替比較符合實(shí)際情況。因此m3V103m6.66z(B/m)式中B齒寬(mm)J公稱(chēng)排量(ml/r)齒輪齒數(shù)m八模數(shù)(mm)根據(jù)額定壓力P=10MPa齒數(shù)選擇原則：當(dāng)前齒輪泵的齒數(shù)一般為z=6-20.由于低壓齒輪泵多應(yīng)用在機(jī)床上，故要求

16、流量均勻，因此低壓齒輪泵的齒數(shù)多取為1320。對(duì)于高壓齒輪泵，要求有較大的齒根強(qiáng)度。為了減小軸承的受力，要減小齒頂圓直徑，這樣勢(shì)必要增大模數(shù)、減少齒數(shù)，因此高壓齒輪泵的齒數(shù)較少，一般取z=6-14。為了防止根切削弱齒根強(qiáng)度，齒形要求進(jìn)行修正。齒寬選擇原則：齒輪泵的流量成正比，增加齒寬能夠相應(yīng)的增加流量而齒輪與泵體及蓋板間的摩擦損失及容積損失的總和與齒寬并不成比例的增加，因此，齒寬較大時(shí)液壓泵的總效率較高，但對(duì)于高壓齒輪泵，齒寬不宜過(guò)大，否則將使齒輪軸及軸承上的載荷過(guò)大使軸及軸承設(shè)計(jì)困難。一般對(duì)于高壓齒輪泵B=(3-6)m,對(duì)于低壓齒輪泵B=(6-10)m。泵的工作壓力越高，上述系數(shù)應(yīng)取得越小。

17、根據(jù)以上原則選擇齒數(shù)z=14,B/m=5.4，代入數(shù)據(jù)得m363103497m6.66145.49取整得m=5mm,齒輪的其它參數(shù)：壓力角20*haZinz1(1714)3變位系數(shù)Xmin1717齒寬B5.427mm(3)校核：齒輪泵排量校核2一36.6614522710100%99.9%63誤差小于5%,合格。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒輪：因從動(dòng)輪受力大因此只需校核從動(dòng)輪。根據(jù)校核公式2YFaYsa確定式中各參數(shù)：D=mz=5x14=70mmn= (VX 60 x 1000)/ (兀-D) = 1287r/ minF pqt 10Mpa (63ml /r1287r/ min 、) 13.5KW

18、60s/ minP135T 95499549100N ?m1.0 10 5N?mm1287d B/d 27/70 0.386查手冊(cè)得 :K KAKVK K 1.1 1.15YFa3.2Ysa 1.49F 220 Mpa1 1.081.366將其代入得 :2 1.366 1.0 10F20.386 143.2 1.49 137.7Mpa f因此齒輪合格。2.2 軸的設(shè)計(jì)與校核2.2.1. 齒輪泵的徑向力齒輪泵工作時(shí)，作用在齒輪軸頸及軸承上的徑向力，由液壓力和齒成。1. 液壓力 是指沿齒輪圓周液體壓力所產(chǎn)生的徑向力小和方向取決于液體壓力沿齒頂圓周的分布情況，吸油腔區(qū)段（其夾角的作用，壓油腔區(qū)段（其

19、夾角為）受壓力壓油腔之間的過(guò)渡段（其夾角為）所受的壓力是變化的輪嚙合力組F 。液壓力的大為）受壓力 pdpg 的作用，吸（由Pd升至Pg）。為計(jì)算簡(jiǎn)便，可近似認(rèn)為吸壓油腔間的過(guò)渡段，承受沿齒輪圓周線性分布?jí)毫?，如圖2-1所示。圖2-1齒輪圓周壓力的近似分布曲線在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，齒輪所受的總液壓力Fp亦可按下列近似公式計(jì)算Fp6.5pbDe(N)液壓力作用在主動(dòng)齒輪上產(chǎn)生的徑向力和作用在從動(dòng)齒輪上產(chǎn)生的徑向力，其大小與方向完全相同。2.嚙合力是指兩齒輪嚙合是，由彼此在嚙合點(diǎn)的相互作用而產(chǎn)生的徑力FT。作用在主動(dòng)輪上的嚙合力，其方向與作用在主動(dòng)齒輪上的液壓力方向相反，可抵消一部分液壓力；作用在從動(dòng)齒輪

20、上的嚙合力，其方向與作用在從動(dòng)輪上的液壓力方向相同，增大了徑向力。由于齒輪泵在工作過(guò)程中，嚙合點(diǎn)的位置在節(jié)點(diǎn)附近來(lái)回變動(dòng)，因此嚙合力也是變化的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，齒輪軸頸所受的徑向力F(包括液壓力和嚙合力)，可按下列近似公式計(jì)算F主7.5pbDe(N)F從8.5pbDe(N)2.2.2減小徑向力和提高齒輪軸軸頸及軸承負(fù)載能力的措施齒輪泵的徑向力大，作用在齒輪軸軸頸及軸承上的負(fù)載大，這是妨礙齒輪泵提高性能和使用壽命的重要因素，如何減小齒輪泵的徑向力及提高齒輪軸軸頸及軸承的承載能力，是研究齒輪泵的主要課題之一。要解決齒輪軸軸頸及軸承的負(fù)載問(wèn)題，能夠從以下方面進(jìn)行研究。1. 減小徑向力減小徑向力一直是從

21、事高壓齒輪泵研制的科技人員的研究課題，因?yàn)檩S承壽命與負(fù)載的10/3(為滾針軸承；滾珠軸承為3)次方成反比，也就是說(shuō)，若軸承負(fù)載減小30%。壽命可延長(zhǎng)3倍。減小徑向力的方法，較常見(jiàn)的可歸納為三種：(1) 合理地選擇齒寬b和齒頂圓直徑D。(2) 縮小壓油口直徑，使壓力油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)，這樣壓力油作用于齒輪上的面積減小，因而徑向力就相應(yīng)的減小。(3) 開(kāi)壓力平衡槽，這種方法使作用在軸承上的徑向力大大減小。但此種方法會(huì)使泵的內(nèi)泄漏增加，容積效率降低，因此很少使用此種方法。2. 改進(jìn)齒輪軸的材料及熱處理性能2.2.3軸的設(shè)計(jì)與校核從動(dòng)輪徑向力：Fr0.85pBDe0.8510Mpa27m

22、m78mm17.9KN最小軸徑計(jì)算P17.9dminC3110327mm.ni1287綜合各方面考慮初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖如下:my4p.J4E0M630M/(N.oi)l680lO'OFr?AB17.9 3876.5bc8.9KN"Ou圖2-2軸的受力分析根據(jù)軸的彎矩平衡有:Fn2?BCFr?AB因此有:再根據(jù)力平衡有:FN1 Fr FN217.9 8.99.0KNA點(diǎn)彎矩為Ma巴AB 17.9310 38 103_680.2N ?m根據(jù)以上的受力分析與計(jì)算可作得彎矩和扭矩圖如圖2-2 o并由此可知截面3-3,4-4,6-6有可能是危險(xiǎn)截面。下面用第三強(qiáng)度理論3-3截面:首

23、先查得40Cr的許用正應(yīng)力為由截面直徑為40mm有抗彎截面系數(shù)為D3攵6283.2mm,3232彎矩為：FN2AC8.938.5342.7N扭矩為：100N?m應(yīng)力為：90MPa6.310?m57MPa342.7210026.3106因此此截面安全。4-4截面：直徑為35mm,有抗彎截面系數(shù)為：610 6mD335334209mm34.23232彎矩為：Fn2108.91089N?m應(yīng)力為：淄？31.9MPa4.2106因此截面安全6-6截面只受扭矩，其直徑為30mm,其抗扭截面系數(shù)為33D30363Wt5289.8mm35.310m1616切應(yīng)力為:45MPaT100618.9MPaWt5.

24、310因此此截面安全2.3卸荷槽尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1 困油現(xiàn)象的產(chǎn)生及危害齒輪泵在工作過(guò)程中，同時(shí)嚙合的齒應(yīng)多于一對(duì)，即重合度系數(shù)大于一（一般取1.05到1.15）,才能正常工作。雖然從理論上講，重合度系數(shù)等于一，齒輪不會(huì)出現(xiàn)間斷吸壓油現(xiàn)象，也不產(chǎn)生困油現(xiàn)象，能夠正常工作，但考慮到制造誤差，實(shí)際工作時(shí)嚙合系數(shù)往往會(huì)小于一。因而齒輪泵的輸油率就很不均勻，會(huì)出現(xiàn)時(shí)而輸油時(shí)而不輸油的不正?，F(xiàn)象，瞬時(shí)流量的差值可達(dá)30%左右，齒輪泵不能正常工作。齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1,于是總有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對(duì)輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個(gè)封閉的容腔開(kāi)始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)

25、逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，而且從縫隙中擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，并致使機(jī)件受到額外的負(fù)載；而封閉腔容積的增大又造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象的危害：徑向不平衡力很大時(shí)能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時(shí)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。消除困油的方法，一般是在兩側(cè)蓋板上開(kāi)卸荷槽，使封閉腔容積的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時(shí)經(jīng)過(guò)右邊的卸荷槽與吸油腔相通。齒輪泵的困油現(xiàn)象，由于齒側(cè)間隙的大小不同，閉死容積變化曲線按有齒側(cè)間隙和無(wú)齒側(cè)間隙（或間隙很?。﹥煞N情況進(jìn)行分析。圖2-3

26、為有齒側(cè)間隙的齒輪泵困油現(xiàn)象示意圖。當(dāng)新的一對(duì)齒在點(diǎn)開(kāi)始嚙合是，前一對(duì)齒在B點(diǎn)嚙合尚未脫開(kāi)，在它們之間形成一個(gè)困V2,此時(shí)的困油容積最大，由于存在齒側(cè)間隙，相通的（如圖2-3a）,當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)，Vi逐漸減小,大，而整個(gè)困油容積Vb逐漸減小，當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)到兩個(gè)嚙合點(diǎn)（稱(chēng)于節(jié)點(diǎn)P時(shí)，Vb為最?。ㄈ鐖D2-3b）;當(dāng)齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，小，V2繼續(xù)增大，而Vb逐漸增大，直到前對(duì)齒即將在C點(diǎn)脫離嚙合時(shí),減小時(shí)經(jīng)過(guò)左邊也不同。下面A油容積 VB V 1Vi和V2是V2逐漸增D、 E） 對(duì)Vi 繼續(xù)減Vb又增加到最大（如圖2-3C）。2-3有齒側(cè)間隙的齒輪泵困油區(qū)得形成和變化過(guò)程2.3.2 消除困油危害的方

27、法困油現(xiàn)象是齒輪泵不可避免的技術(shù)問(wèn)題，必須采取措施解決。消除困油危害一般是在于齒輪端面接觸的泵蓋(或泵體、側(cè)板、軸套、軸承座圈)上開(kāi)卸荷槽。開(kāi)卸荷槽總的原則是：在保證高低壓腔互不相通的前提下，設(shè)法使困油容積與壓油腔或吸油腔相通。卸荷槽的結(jié)構(gòu)形式，一般可分為三類(lèi)：1. 相對(duì)齒輪中心連線對(duì)稱(chēng)布置的雙卸荷槽(1) 對(duì)稱(chēng)布置的雙矩形卸荷槽；(2) 對(duì)稱(chēng)布置的雙圓形卸荷槽。2. 相對(duì)齒輪中心連線不對(duì)稱(chēng)布置的雙卸荷槽(1) 向低壓側(cè)偏移的不對(duì)稱(chēng)布置的雙卸荷槽；(2) 向高壓側(cè)偏移的不對(duì)稱(chēng)雙卸荷槽(有齒側(cè)間隙的泵，一般不采用這種結(jié)構(gòu))。3. 單個(gè)卸荷槽(1) 僅壓油腔有卸荷槽；(2) 僅吸油腔有卸荷槽。卸荷

28、槽的位置與齒輪的齒側(cè)間隙大小有關(guān)，無(wú)齒側(cè)間隙或間隙很小時(shí)，其距中心線的距離要小，只相當(dāng)于有齒側(cè)間隙的一半。一般齒輪泵大都具有齒側(cè)間隙，因此這里只介紹有齒側(cè)間隙的卸荷槽。卸荷槽的形狀一半分矩形和圓形兩種，在實(shí)際生產(chǎn)中，相對(duì)齒輪中心連線不對(duì)稱(chēng)布置的雙圓形卸荷槽應(yīng)用較為普遍。下面簡(jiǎn)單介紹幾種常見(jiàn)的卸荷槽。1. 相對(duì)齒輪中心連線對(duì)稱(chēng)布置的雙卸荷槽對(duì)稱(chēng)布置的雙卸荷槽的位置，應(yīng)保證如下條件：(a) 當(dāng)困油容積開(kāi)始由大變小、液體受擠壓時(shí)，該容積應(yīng)與壓油腔相通。(b) 當(dāng)困油容積為最小時(shí)，壓油腔應(yīng)與吸油腔隔開(kāi)。(c) 當(dāng)困油容積開(kāi)始由小變大時(shí)，該容積應(yīng)與吸油腔相通。(1)對(duì)稱(chēng)布置的雙矩形卸荷槽圖2-4所示為有

29、齒側(cè)間隙的對(duì)稱(chēng)雙矩形卸荷槽結(jié)構(gòu)圖。圖中困油容積VB正處于最小位置，兩個(gè)卸荷槽的邊緣正好和嚙合點(diǎn)D和E相接。兩卸荷槽之間的距離a因保證困油容積Vb在到達(dá)最小位置前始終和壓油腔相通。Vb在最小位置時(shí)，困油容積VB既不和壓油腔相通，也不和吸油腔相通，過(guò)了最小位置后又始終和吸油腔相通。因此對(duì)a的尺寸要求很?chē)?yán)，若a太大，困油現(xiàn)象不能徹底消除；若a太小，又會(huì)使吸油腔和壓油腔溝通，引起泄露，降低齒輪泵的效率。圖2-4有齒側(cè)間隙的對(duì)稱(chēng)雙矩形卸荷槽(2)對(duì)稱(chēng)布置的雙圓形卸荷槽圖2-5所示為有齒側(cè)間隙的雙圓形卸荷槽。只要使圓形卸荷槽的圓周與困油容積處于最小位置時(shí)(見(jiàn)圖2-3b)的齒輪嚙合點(diǎn)D和E相交,即可達(dá)到卸荷

30、目的。圖2-5有側(cè)隙時(shí)的對(duì)稱(chēng)雙矩形卸荷槽和對(duì)稱(chēng)雙圓形卸荷槽的幾何關(guān)系2. 向低壓側(cè)偏移的不對(duì)稱(chēng)雙卸荷槽有側(cè)隙的對(duì)稱(chēng)雙卸荷槽，用于低壓齒輪泵已能滿足卸荷要求，但對(duì)于中高壓，高壓齒輪泵，尚有卸荷不完善的缺點(diǎn)。為徹底解決困油現(xiàn)象，采用向低壓側(cè)偏移的不對(duì)稱(chēng)雙卸荷槽。無(wú)側(cè)隙(或側(cè)隙很小)的對(duì)稱(chēng)雙卸荷槽，因兩卸荷槽之間的距離僅為有側(cè)隙雙卸荷槽的一半，卸荷是充分的，不需要向低壓側(cè)偏移的卸荷槽結(jié)構(gòu)。向低壓側(cè)偏移的不對(duì)稱(chēng)雙卸荷槽開(kāi)設(shè)原則是：在不使壓油腔與吸油腔溝通的前提下，使Vi在壓縮到最小值時(shí)始終和壓油腔相通，即使兩個(gè)卸荷槽邊緣分別經(jīng)過(guò)困油終了時(shí)的齒輪嚙合點(diǎn)F和困油開(kāi)始時(shí)的齒輪嚙合點(diǎn)C(如圖2-5)。2.3.

31、3卸荷槽尺寸計(jì)算根據(jù)以上所述，此處可采用對(duì)稱(chēng)式的矩形卸荷槽。(1)兩卸荷槽的間距a計(jì)算公式：zm2acosnA式中：n一刀具齒形角；A一兩個(gè)齒輪的實(shí)際中心距。無(wú)側(cè)隙嚙合方程2(xiX2)tanivnivnZiZ2節(jié)圓直徑計(jì)算公式cosddcos因此：Ad<?d27imm代入得：1452Cacos2014.55mm71高壓側(cè)和低壓側(cè)的卸荷槽邊緣與齒輪中心線之間的距離a和adg7.28agadg2(2)卸荷槽深度hh的大小影響困油容積的排油速度。因此應(yīng)根據(jù)困油容積的變化率為最大值qBmax時(shí)，以卸荷槽中的排油速度v35m/s為原則，來(lái)確定卸荷槽的尺寸h,即VqBmax/(hc)35m/s由上

32、式可得qBmax(35)c結(jié)合理論與實(shí)驗(yàn)，只要使h0.8m,即可保證滿足公式的條件。h0.8m0.854mm取h=6mm。(3)卸荷槽寬度C卸荷槽寬度的最小值Cmin應(yīng)等于實(shí)際嚙合線長(zhǎng)度在中心線上的投影，即2mz2Cmintjsinmcosn.1cosmcosn1(cosn)j;A為了保證卸荷槽暢通，應(yīng)使卸荷槽寬度c環(huán)譏，同時(shí)又考慮齒根圓以?xún)?nèi)(特別是高壓區(qū))不宜開(kāi)孔挖槽，以免削弱齒輪端面的密封，弓I起端面泄露增加，使容積效率下降。故最佳c值的確定原則為：使卸荷槽兩端剛好與兩個(gè)齒根圓相接。由此可得計(jì)算公式c2(R.Ri2(a/2)2)2(35.5.29.652(14.55/2)2)13.513m

33、m取c=13.5。2.4進(jìn)、出油口尺寸設(shè)計(jì)根據(jù) v q -*, 且出油口油速小于8m/s ，進(jìn)油口油速小于4m/s , 算得：進(jìn)油口R11mm，可選接頭螺母G34JB-75M42X?其內(nèi)徑為25mm出油口R7.8 mm,可選接頭螺母G28JB-75M33X2,其內(nèi)徑，20mm7.9 選軸承從動(dòng)輪徑向力:F0.85pBDe0.8510Mpa27mm80mm18.36KN最小軸徑計(jì)算P13.5dminC3110324mm.n,1287根據(jù)軸承所受載荷及軸承內(nèi)圈內(nèi)徑要求選擇軸承型號(hào)為NA4907其主要參數(shù)如下：外徑D=55mm,內(nèi)徑d=35mm,寬度B=20mm,基本額定靜載荷Cor51KN7.10

34、 的選擇與校核根據(jù)軸伸出端直徑30選擇鍵的型號(hào)為：鍵B8x32GB/T1096-79校核:2T 2 100 10 e pp dkl 30 3.5 32360p 110因此此鍵合格7.11 接螺栓的選擇與校核作用在“8”字形浮動(dòng)軸套上的軸向力F PA 10 2(40.92 32.5 2) 38.4KN采用6個(gè)螺釘連接，則每個(gè)螺釘受力為F F/6 6.4KN根據(jù)颯/曰R2母：3.41mm因此取螺栓為M10.7.12 泵體壁厚的選擇與校核首先查得ZL203的極限應(yīng)力max195MPa，取安全系數(shù)n3,參考資料初選壁厚為20mm.根據(jù)材料力學(xué)知泵體的每個(gè)微小單元可看做是受二向應(yīng)力狀態(tài)。其受力為:FPA

35、110106(152.810377103)117656N_232A220(81.8271)5985mm610mF117656195319.6MPa-jmax65MPaA6103n3因此壁厚符合要求?？偨Y(jié)齒輪泵是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的液壓元件，在結(jié)構(gòu)上可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵大類(lèi)。外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、制造維護(hù)方便、價(jià)格低廉、工作可靠、白吸能力強(qiáng)、對(duì)油液污染不敏感等。缺點(diǎn)是齒輪承受不平衡的徑向液壓力，軸承磨損嚴(yán)重,工作壓力的提高受到限制；流量脈動(dòng)大，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力脈動(dòng)大，噪聲高。內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕，而且由于齒輪同向旋轉(zhuǎn)，相對(duì)滑動(dòng)速度小、磨損輕微、使用

36、壽命長(zhǎng)、流量脈動(dòng)遠(yuǎn)比外嚙合齒輪泵小，因而壓力脈動(dòng)和噪聲都比較小。內(nèi)嚙合齒輪泵允許使用較高的轉(zhuǎn)速，可獲得較高的容積效率。齒輪泵的概念是很簡(jiǎn)單的，即它的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互齒輪泵嚙合旋轉(zhuǎn)，這個(gè)殼體的內(nèi)部類(lèi)似“8”字形，兩個(gè)齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來(lái)白于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng)，最后在兩齒嚙合時(shí)排出。齒輪泵是一種容積式泵，其結(jié)構(gòu)輕便緊湊，制造簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)保養(yǎng)方便。一般具有輸送流量小輸送壓力高的特點(diǎn)，且用于輸送黏性較大的液體。但工藝要求高，不易獲得精準(zhǔn)的匹配。隨著齒輪泵在結(jié)構(gòu)上的不斷完善，它也被用于中壓、高壓液壓系統(tǒng)中，因此研究齒輪泵對(duì)農(nóng)業(yè)和工業(yè)均有重要的意義致謝從開(kāi)學(xué)到現(xiàn)在，已經(jīng)過(guò)去兩個(gè)多月了。在這幾個(gè)月里，我得到了指導(dǎo)老師的極大幫助。由于當(dāng)前市面上關(guān)于齒輪泵的書(shū)籍很少，她們不但幫我們找到相關(guān)書(shū)籍資料,畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)到了不少東西，不但有與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的，還有一些其它專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在此，我要衷心地對(duì)她們說(shuō)一聲：“您辛苦了，謝謝您！”衷心感謝學(xué)校這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)鍛煉機(jī)會(huì)，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲頗多，知識(shí)面有了很大的提高，綜合運(yùn)用能力得到加強(qiáng)，能夠說(shuō)經(jīng)過(guò)這樣一次設(shè)計(jì)，我們才真正達(dá)到了畢業(yè)的要求。首先，我感覺(jué)這次設(shè)計(jì)提高了我們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在一個(gè)實(shí)際題目當(dāng)前，