汽車電動液壓千斤頂設(shè)計

XXXX學(xué)院畢業(yè)論文PAGEPAGEIV汽車電動液壓千斤頂設(shè)計摘要液壓舉升機是利用了液壓傳動的基本原理即機械能與液壓能之間的相互轉(zhuǎn)換。汽車電動液壓千斤頂是典型的液壓傳動的設(shè)備。本次設(shè)計的千斤頂不僅具有傳統(tǒng)液壓千斤頂所具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、攜帶方便、性能可靠等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于汽車維修等流動性起重的作業(yè)；還利用汽車自帶的12V電源為電動機供電，電動機帶動齒輪油泵產(chǎn)生液壓油使液壓缸舉升，減少了駕駛員的勞動強度。本次設(shè)計參考其他千斤頂?shù)脑O(shè)計方案，對汽車電動液壓舉升機的結(jié)構(gòu)做了詳細布置，并對舉升缸進行了詳細設(shè)計和計算，而且根據(jù)所選的液壓缸及舉升速度等設(shè)計了齒輪泵，匹配了電動機。關(guān)鍵字：液壓傳動；千斤頂；電動齒輪油泵；汽車舉升；AbstractHydraulicliftingmachineistheuseofthebasicprincipleofhydraulictransmissionismechanicalenergyandhydraulicenergyconversionbetween.Automobileelectrichydraulicjackisatypicalequipmentofhydraulictransmission.Jackthisdesignhasnotonlythetraditionalhydraulicjackhascompactstructure,smallvolume,lightweight,carryingconvenient,reliableperformance,arewidelyusedinautomotiverepairandotherliquidityliftingoperation;alsousedthe12Vpowercarcomestopoweranelectricmotor,themotordrivesthegearoilpumpofhydraulicoilhydrauliccylinderlifting,reducethelaborintensityofthedriver.Designthedesignreferenceotherjack,thestructureofelectrichydraulicliftingmachineforautomobiletodoadetailedarrangement,andtheliftingcylinderarecalculatedanddesignindetail,andaccordingtotheselectedhydrauliccylinderandtheliftingspeedgearpumpdesign,matchingthemotor.Keywords：hydraulictransmission；jack;；electricgearpump；autolifting；目錄汽車電動液壓千斤頂設(shè)計 I摘要 IAbstract II目錄 III第1章緒論 11.1、液壓傳動的應(yīng)用范圍的基本原理 11.2、國內(nèi)外千斤頂發(fā)展情況 1第2章總體設(shè)計方案 42.1、液壓千斤頂?shù)脑韴D 42.2、汽車電動液壓千斤頂?shù)慕M成 62.3、液壓傳動的優(yōu)缺點 7第3章液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計 93.1、液壓缸設(shè)計 93.2、活塞桿設(shè)計 143.3、液壓缸其他部件設(shè)計 173.4、液壓控制閥的設(shè)計 18第4章齒輪泵設(shè)計與校核 204.1、齒輪泵的工作原理 204.2、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點 214.3、困油現(xiàn)象及卸荷 224.4、齒輪參數(shù)的確定與校核 234.5、確定卸荷槽形狀和尺寸 264.6、主軸的設(shè)計計算 274.7、鍵的尺寸設(shè)計及強度計算 284.8、電動機的選擇 29第5章總結(jié) i致謝 i參考文獻: iiPAGEiiiPAGEiii緒論液壓傳動的應(yīng)用范圍的基本原理液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術(shù)用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。液壓傳動的基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。在液壓傳動中，液壓油缸就是一個最簡單而又比較完整的液壓傳動系統(tǒng)，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動的基本原理。國內(nèi)外千斤頂發(fā)展情況國外發(fā)展情況早在20世紀40年代，臥式千斤頂就已經(jīng)開始在國外的汽車維修部門使用，但由于當時設(shè)計和使用上的原因,其尺寸較大，承載量較低。后來隨著社會需求量的增大以及千斤頂本身技術(shù)的發(fā)展，在90年代初國外絕大部分用戶已以臥式千斤頂替代了立式千斤頂。在90年后期國外研制出了充氣千斤頂和便攜式液壓千斤頂?shù)刃滦颓Ы镯敗３錃馇Ы镯斒怯杀＜永麃喴黄囘\輸研究所發(fā)明的，它用有彈性而又非常堅固的橡膠制成。使用時用軟管將千斤頂連在汽車的排氣管上，經(jīng)過15～20秒，汽車將千斤頂鼓起成為圓柱體。這種千斤頂可以把115t重的汽車頂起70cm。Power-RiserⅡ型便攜式液壓千斤頂則可用于所有類型的鐵道車輛，包括裝運三層汽車的貨車、聯(lián)運車以及高車頂車輛。同時它具有一個將負載定位的機械鎖定環(huán)，一個三維機械手，一個全封閉構(gòu)架以及一個用于防止雜質(zhì)進入液壓系統(tǒng)的外置過濾器。另外一種名為TruckJack的便攜式液壓千斤頂則可用于對已斷裂的貨車轉(zhuǎn)向架彈簧進行快速的現(xiàn)場維修。該千斤頂能在現(xiàn)場從側(cè)面對裝有70～125t級轉(zhuǎn)向架的大多數(shù)卸載貨車進行維修，并能完全由轉(zhuǎn)向架側(cè)架支撐住。它適用于車間或軌道上無需使用鋼軌道碴或軌枕作承。國內(nèi)發(fā)展情況我國千斤頂技術(shù)起步較晚，由于歷史的原因,直到1979

年才接觸到類似于國外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過全面改進和重新設(shè)計，在外形美觀,使用方便,承載力大，壽命長等方面,都超過了國外的同類產(chǎn)品，并且迅速打入歐美市場。經(jīng)過多年設(shè)計與制造的實踐，除了臥式千斤頂以外，我國的千斤頂還規(guī)格齊全，形成系列產(chǎn)品。

隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車隨車千斤頂?shù)囊笠苍絹碓礁撸煌瑫r隨著市場競爭的加劇，用戶要求的不斷變化，將迫使千斤頂?shù)脑O(shè)計質(zhì)量要不斷提高，以適應(yīng)用戶的需求。用戶喜歡的、市場需要的千斤頂將不僅要求重量輕，攜帶方便，外形美觀，使用可靠，還會對千斤頂?shù)倪M一步自動化，甚至智能化都有所要求。如何充分利用經(jīng)濟、情報、技術(shù)、生產(chǎn)等各類原理知識，使千斤頂?shù)脑O(shè)計工作真正優(yōu)化？如何在設(shè)計過程中充分發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性勞動和集體智慧，提高產(chǎn)品的使用價值及企業(yè)、社會的經(jīng)濟效益？

如何在知識經(jīng)濟的時代充分利用各種有利因素，對資源進行有效整合等等都將是我們面臨著又必須解決的重要的問題。課題的研究內(nèi)容及解決的主要問題

1．了解傳統(tǒng)液壓千斤頂?shù)难芯楷F(xiàn)狀，以及液壓千斤頂在國內(nèi)外的使用情況，以及存在的一些問題。

2．了解傳統(tǒng)液壓千斤頂?shù)慕M成以及液壓千斤頂?shù)脑敿殬?gòu)造、各個零件的尺寸功能以及組裝方法。

3．對汽車電動液壓千斤頂進行詳細的設(shè)計工作。

研究思路及方法

1．在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上查詢相關(guān)的書籍，了解相關(guān)的知識。

2．與指導(dǎo)老師和同學(xué)交流相關(guān)的知識、經(jīng)驗。

3．制定詳細的汽車電動液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計目標。

4．計算液壓千斤頂以及各個零件的詳細數(shù)據(jù)。

5．通過AutoCAD軟件進行汽車電動液壓千斤頂?shù)难b配圖以及零件圖的繪制，并利用solidworks輔助設(shè)計軟件對汽車電動液壓千斤頂建立模型，驗證設(shè)計的可行性。總體設(shè)計方案液壓千斤頂?shù)脑韴D圖2-1液壓千斤頂工作原理圖如圖2-1液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D為傳統(tǒng)的手壓式液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D，如該原理圖所示大缸體3和大活塞4組成舉升缸；杠桿手柄6、小缸體8、活塞7、單向閥5和9組成手動液壓泵?；钊透左w之間保持良好的配合關(guān)系，又能實現(xiàn)可靠的密封。當抬起手柄6，使小活塞7向上移動，活塞下腔密封容積增大形成局部真空時，單向閥9打開，油箱中的油在大氣壓力的作用下通過吸油管進入活塞下腔，完成一次吸油動作。當用力壓下手柄時，活塞7下移，其下腔密封容積減小，油壓升高，單向閥9關(guān)閉，單向閥5打開，油液進入舉升缸下腔，驅(qū)動活塞4使重物G上升一段距離，完成一次壓油動作。反復(fù)地抬、壓手柄，就能使油液不斷地被壓入舉升缸，使重物不斷升高，達到起重的目的。如將放油閥2旋轉(zhuǎn)90°（在實物上放油閥旋轉(zhuǎn)角度是可以改變的），活塞4可以在自重和外力的作用下實現(xiàn)回程。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程。本次設(shè)計的汽車電動液壓千斤頂是基于傳統(tǒng)的手壓式液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟恚谶M油方式上從傳統(tǒng)的手壓式改進為采用電動機帶動齒輪油泵的方式，為了能夠攜帶和使用方便，所以選用的電機采用車載12V電源。本次設(shè)計的汽車電動液壓千斤頂?shù)目偛贾萌鐖D2-2所示：圖2-2汽車電動液壓千斤頂布置圖汽車電動液壓千斤頂?shù)慕M成液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。(1).動力元件（油泵）它的作用是把液壓油利用原動機（電動機）所產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，是液壓傳動系統(tǒng)中的動力部分。(2).執(zhí)行元件（油缸）它的作用是將液體的液壓能轉(zhuǎn)又重新轉(zhuǎn)換成機械能，達到我們所希望舉升重物的效果。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉(zhuǎn)運動。(3).控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等，它們的作用是根據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液壓動機的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進行調(diào)節(jié)控制。(4).輔助元件除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，它們同樣十分重要。因為本次設(shè)計比較簡單，所以在考慮輔助元件時沒有太多的考慮。(5).工作介質(zhì)工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。液壓千斤頂特點液壓千斤頂是一種將密封在油缸中的液體作為介質(zhì)，把液壓能轉(zhuǎn)換為機械能從而將重物向上頂起的千斤頂。它結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，舉升力大，易于維修，但同時制造精度要求較高，若出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象將引起舉升汽車的下降，保險系數(shù)降低，使用其舉升時易受部位和地方的限制。傳統(tǒng)液壓千斤頂由于手柄、活塞、油缸、密封圈、調(diào)節(jié)螺桿、底座和液壓油組成。它利用了密閉容器中靜止?jié)L體的壓力以同樣大小向各個方向傳遞的特性。\o"返回頁首"液壓傳動的優(yōu)缺點液壓傳動的優(yōu)點體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的10％～20%。因此慣性力較小，當突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊；能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達1：2000(一般為1：100)；換向容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運動的轉(zhuǎn)換；液壓泵和液壓馬達之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴格限制；由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；操縱控制簡便，自動化程度高；容易實現(xiàn)過載保護；液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化、便于設(shè)計、制造和使用。液壓傳動的缺點使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔；對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高；液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平；液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在-15℃~60℃范圍內(nèi)較合適；液壓傳動在能量轉(zhuǎn)化的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，故系統(tǒng)效率較低液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計液壓缸設(shè)計液壓缸主要參數(shù)及尺寸的確定工作負載的計算（式3-1）（式3-2）式中，：液壓缸軸線方向上的外作用力（N）：液壓缸軸線方向上的重力（N）：運動部件的摩擦力（N）：運動部件的慣性力（N）：液壓缸的工作負載（N）液壓缸軸線方向上的外作用力為千斤頂上的重物的力。所以注：G取由于千斤頂?shù)膲毫χ饕诖怪狈较?，且缸壁上由液壓油潤滑，所以千斤頂液壓缸?nèi)的活塞桿與液壓缸壁之間的摩擦可以忽略。即=0N。運動物體的慣性力只考慮千斤頂上重物的慣性力。所以：(根據(jù)現(xiàn)有千斤頂?shù)脑O(shè)計速度，設(shè)其活塞桿上升的速度為5mm/s，由于設(shè)計的液壓缸的舉升高度為160mm，所以液壓缸的工作時間為32s）.根據(jù)以上所得，根據(jù)式3-1所示，故總負載力為：液壓缸工作壓力的選定：由以上得到工作負載R，再根據(jù)下表得R在10000到20000N之間，所以選擇系統(tǒng)壓力為3MPa。表3-1液壓系統(tǒng)壓力推薦表負載（N）<5000500—10001000—2000020000—3000030000-50000〉50000工作壓力（MPa）<0.8-11.5-22.5-33-44-5.5液壓缸內(nèi)徑的確定：液壓缸內(nèi)徑D根據(jù)最大總負載和選取的工作壓力而定，對于單桿液壓缸而言，根據(jù)負載大小選擇系統(tǒng)壓力表計算，計算公式如下：（式3-3）其中：D為液壓缸內(nèi)徑； F為液壓千斤頂總負載力（KN）；P為液壓千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫?MPa)。根據(jù)公式3-3可得：D為活塞桿直徑所以：根據(jù)表3-2，選擇液壓缸內(nèi)徑為100mm。表3-2液壓缸內(nèi)徑系列（GB/T2348-1993）缸壁厚度：δ

A.

當時，按薄壁筒計算：

（式3-4）—

缸壁厚度

(m)

—試驗壓力（MPa）

當工作壓力≤16MPa時

=1.5p

當工作壓力≥16MPa時

=1.25p

[σ]—缸體材料的許用應(yīng)力（MPa）

表3-3缸體材料許用應(yīng)力表缸體材料鍛鋼鑄鋼球墨鑄鐵鑄鐵鋼管許用應(yīng)力100~120MPa100~110MPa80~90MPa60MPa100~110MPa 根據(jù)公式3-4所示：

經(jīng)過計算的缸壁厚度=18.75mm。按工程機械

P≤16MPa

無縫管20號，P﹥16MPa無縫管45號，參考液壓缸外缸徑推薦表3-4所示：表3-4液壓缸外缸徑推薦表確認液壓缸的外徑為133mm。液壓缸的長度液壓缸的長度一般由工作行程長度確定，但還要注意制造工藝性和經(jīng)濟性，一般L<(10-30)DL：是液壓缸長度;D：是缸體外徑。經(jīng)過計算，液壓缸的長度L<1m時符合要求，具體長度需要根據(jù)設(shè)計具體設(shè)計。液壓缸缸底厚度計算對于缸底有空的計算式為：（式3-5）其中D為液壓缸內(nèi)徑m;由上可知D=0.1m—試驗壓力（MPa）;由上可知=1.5P=4.5MPa.油口直徑m。[σ]—缸體材料的許用應(yīng)力（MPa）缸蓋采用45號鋼，查表3-2知[σ]=120MPa。由式3-5知：考慮到油管為5mm,所以液壓缸缸底厚度h=25mm.缸蓋厚度的設(shè)計H為法蘭厚度（m）;F為法蘭受力總和（N）;P為系統(tǒng)工作壓力（Pa）為螺孔分布圓直徑（m）為密封環(huán)平均直徑（m）為法蘭材料許用應(yīng)力（Pa）缸蓋厚度為10mm大液壓缸的推力驗算當液壓缸的基本參數(shù)確定后，可以通過以下計算實際工作推力。（式3-4）式中，A：活塞有效工處面積：F：液壓缸工作壓力。所以，在大液壓缸的實際工作推力：經(jīng)過計算，液壓缸的推力符合活塞桿設(shè)計液壓缸的流量計算在液壓缸的基本參數(shù)確定后，可以通過以下計算實際工作流量。（式3-4）式中，V：液壓缸工作速度：A：液壓缸有效工作面積。根據(jù)速度比要求確定活塞桿直徑：（式3-5）為速度比根據(jù)表3-5推薦選用速度比，選定=1.33表3-5推薦選用速度比工作壓力P(MPa)1012.5~2020速度比1.331.46~22表3-6活塞桿外徑尺寸推薦表根據(jù)活塞桿外徑尺寸推薦表3-6可知，活塞桿內(nèi)徑可選擇d=70mm活塞桿的直徑驗算按簡單的拉壓強度計算（式3-4）為活塞材料的許用應(yīng)力，活塞桿材質(zhì)采用球墨鑄鐵，由表3-2得，=80MPa。為活塞輸出力，由以上可知=23.55KN由此可知，活塞的直徑,符合設(shè)計要求。最小導(dǎo)向長度的確定式中，H：最小導(dǎo)向長度（m）L:液壓缸最大工作行程（m）D：液壓缸內(nèi)徑（m）所以取H=58mm液壓缸油口直徑計算根據(jù)活塞的最高運動速度V和最高流速，計算公式如式3-5所示。（式3-5）為活塞輸出的最高速度m/min；為油口流速m/min,=30m/min油口直徑mD為液壓缸內(nèi)徑m;液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求零件名材料技術(shù)要求缸體45號無縫鋼管A.內(nèi)徑圓度B.缸體與端部用螺紋連接C.為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)表面鍍鉻，層厚30—50mm缸蓋45號鋼A.D，D2d3的同軸度小于0.03mmB.導(dǎo)向室表面粗糙度大于3.2um活塞耐磨鑄鐵A.D精加工后熱處理，調(diào)質(zhì)硬度HB217-255，必要時高頻焠火45—50B.表面直線度在500m長上不大于0.03mm活塞桿45號鋼液壓缸其他部件設(shè)計活塞與缸體的密封方式密封方式采用O形橡膠密封圈，這類密封為擠壓密封，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，空間小，使用范圍廣，適用所選系統(tǒng)的工作壓力?；钊c缸體的密封圖如圖3-1所示。圖3-1密封方式根據(jù)《簡明機械零件設(shè)計手冊》表19-16通用O型橡膠密封圈，選擇O型圈97.5*1.8。油箱的設(shè)計立式千斤頂?shù)耐夤苤饕淖鳛槭怯脕韮Υ娑嘤嗟囊簤河停跓o電動源作用的情況下，外管起了一個油箱的作用。由上可知道內(nèi)管的內(nèi)徑為D=100mmH=165mm油箱的容量(式3-6)為油缸底面積為油缸舉升高度。而油箱的容積(式3-6)為油箱的外徑為液壓缸的外徑由(式3-5)和(式3-6)得：由上式得：=105mm液壓缸壁厚h=16.5mm取油箱外徑為8mm所以取=130mm材料和液壓缸相同液壓控制閥的設(shè)計方向控制閥方向控制閥是控制液壓系統(tǒng)中油液流動方向的，它為單向閥和換向閥兩類。單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。本次設(shè)計采用了普通單向閥。普通單向閥普通單向閥簡稱單向閥，它的作用是使用油液只能沿一個方向流動，不許反向倒流。圖3-2所示為直通式單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號。壓力油從p1流入時，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯2向右移動，打開閥口，油液從p1口流向p2口。當壓力油從p2口流人時，液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，液流不能通過。圖3-2單向閥1、閥體；2、閥芯；3、彈簧單向閥的彈簧主要用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復(fù)位，為了減小壓力損失，彈簧鋼度較小，一般單向閥的開啟為0.03MPa～0.05MPa（如換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達到0.2MPa～0.6MPa，便可當背壓閥使用）。液控單向閥圖3-3液控單向閥單向閥是流體只能沿進水口流動，出水口介質(zhì)卻無法回流的裝置。所以液壓單向閥也可以稱為止回閥。如圖3-3所示是一個可控的單向閥，圖左，當A壓力大于B時，壓力推動單向閥芯克服彈簧作用力，介質(zhì)可以由A流向B。而當B壓力大于A時，在介質(zhì)壓力和彈簧共同作用下，單向閥芯只會緊閉，介質(zhì)無法由B流向A。當X有壓力時，控制活塞向右移動，推開單向閥芯，使A、B可以互通。單純的單向閥沒有X通路和控制活塞。齒輪泵設(shè)計與校核齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的工作原理圖如圖4-1所示：圖4-1外嚙合齒輪泵工作原理圖由圖4-1可見，這種泵的殼體內(nèi)裝有一對外嚙合齒輪。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，因此可以看成將齒輪泵殼體內(nèi)分隔成左、右兩個密封容腔。當齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，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)泵的吸油口進入這個腔體，因此這個容腔稱為吸油腔。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動，每個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為壓油腔。當齒輪泵不斷地旋轉(zhuǎn)時，齒輪泵的吸、壓油口不斷地吸油和壓油，實現(xiàn)了向液壓系統(tǒng)輸送油液的過程。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來，因此沒有單獨的配油機構(gòu)。齒輪泵是容積式回轉(zhuǎn)泵的一種，其工作原理是：齒輪泵具有一對互相嚙合的齒輪，齒輪（主動輪）固定在主動軸上，齒輪泵的軸一端伸出殼外由原動機驅(qū)動，齒輪泵的另一個齒輪（從動輪）裝在另一個軸上，齒輪泵的齒輪旋轉(zhuǎn)時，液體沿吸油管進入到吸入空間，沿上下殼壁被兩個齒輪分別擠壓到排出空間匯合（齒與齒嚙合前），然后進入壓油管排出。

齒輪泵的主要特點是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、造價低。但與其他類型泵比較，有效率低、振動大、噪音大和易磨損的缺點。齒輪泵適合于輸送黏稠液體。齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點齒輪采用具有國際九十年人先進水平的新技術(shù)--雙圓弧正弦曲線齒型圓弧。它與漸開線齒輪相比，最突出的優(yōu)點是齒輪嚙合過程中齒廓面沒有相對滑動，所以齒面無磨損、運轉(zhuǎn)平衡、無困液現(xiàn)象，噪聲低、壽命長、效率高。該泵擺脫傳統(tǒng)設(shè)計的束縛，使得齒輪泵在設(shè)計、生產(chǎn)和使用上進入了一個新的領(lǐng)域。泵設(shè)有差壓式安全閥作為超載保護，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)實際需要另行調(diào)整。但是此安全閥不能作減壓閥長期工作，需要時可在管路上另行安裝。該泵軸端密封設(shè)計為兩種形式，一種是機械密封，另一種是填料密封，可根據(jù)具體使用情況和用戶要求確定。困油現(xiàn)象及卸荷困油現(xiàn)象齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，于是總有兩對齒輪同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個封閉的容腔開始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，并且從縫隙中擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，并致使機件受到額外的負載；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)生強烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。危害徑向不平衡力很大時能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。消除困油現(xiàn)象方法消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開卸荷槽，使封閉腔容積減小時通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。齒輪參數(shù)的確定與校核齒輪泵設(shè)計要求本課題設(shè)計的泵為外嚙合直齒輪泵，齒輪泵由原動機經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動。根據(jù)第3章設(shè)計的液壓缸要求，參考多種齒輪泵的參數(shù)要求，選定此型齒輪油泵的主要技術(shù)參數(shù)確定為：額定轉(zhuǎn)速時輸出流量：額定壓力：3MPa齒輪參數(shù)的確定原則在要求的排量下泵的體積小、重量輕。在要求的工況下，齒輪的齒形、軸頸和軸伸等具有足夠的強度和剛度。在要求的工況條件下，泵的軸承載荷小。盡量減小泵的流量脈動。在泵系列設(shè)計時，盡量減少零件和齒輪刀具的種類，提高通用化和標準化的程度。根據(jù)齒槽有效容積的排量計算目前齒輪泵中使用最多的是采用兩個具有相同參數(shù)的漸開線直齒輪構(gòu)成的外嚙合齒輪泵。齒輪泵的排量指齒輪泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體的體積，排量是齒輪泵的一項重要指標。排量的計算通常采用下面的近似計算公式：為齒輪泵的排量；為齒輪的齒數(shù)；為齒輪的模數(shù)；為考慮齒槽與輪齒之間的面積差而引入的排量補償系數(shù)，K=1.06~1.115(齒輪少時取大值，齒輪多時取小值)。該公式常被簡化為確定齒數(shù)Z齒數(shù)的確定，應(yīng)根據(jù)液壓泵的設(shè)計要求從流量、壓力脈動、機械效率等各方面綜合考慮。從泵的流量方面來看，在齒輪分度圓不變的情況下，齒數(shù)越少，模數(shù)越大，泵的流量就也大。從泵的性能看，齒數(shù)減少后，對改善困油及提高機械效率有利，但使泵的流量和壓力脈動增加。目前齒輪泵的齒數(shù)Z一般為6-19。對于低壓齒輪泵，由于應(yīng)用在機床方面較多，要求流量脈動小，因此低壓齒輪泵齒數(shù)Z一般為13-19。齒數(shù)14-17的低壓齒輪泵，由于根切較小，一般不進行修正。本設(shè)計為低壓輪泵，且為減少輪泵的體積，所以選擇Z=14。確定齒寬B齒輪泵的流量與齒寬成正比。增加齒寬可以相應(yīng)增加流量。而齒輪與泵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，液壓泵的總效率較高。一般來說，齒寬與齒頂圓尺寸之比的選取范圍為0.2~0.8，即：為齒頂圓尺寸。齒頂圓直徑=（Z+2）*m確定模數(shù)m 對于低壓齒輪泵來說，確定模數(shù)主要不是從強度方面著眼，而是從泵的流量、壓力脈動、噪聲以及結(jié)構(gòu)尺寸大小等方面考慮。 結(jié)果，確定此型齒輪油泵的齒輪參數(shù)如下：m=1.5Z=14B=8mm齒輪各尺寸計算齒頂圓直徑--齒頂高系數(shù)，取1計算出。分度圓直徑計算出齒根圓直徑計算出。齒寬對于低壓泵：對于高壓泵：給定設(shè)計壓力3MPa，屬于中低壓泵，取6。計算出?；鶊A齒距為20°所以=4.45齒輪實際中心距A確定卸荷槽形狀和尺寸選擇雙矩形卸荷槽，計算間距a--基圓齒距--嚙合角=壓力角取20°A--齒輪實際中心距計算出a=4.16mm取4.5mm。計算卸荷槽寬度c--重合度當壓力角為且中心距為標準時，為確保卸荷槽暢通一般取；計算的c=4mm。計算卸荷槽深度h一般計算出h=1.2mm。主軸的設(shè)計計算強度校驗齒輪泵的輸出功率--進出口壓差=3MPa計算出泵的總效率取0.8，則輸入功率作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩計算出轉(zhuǎn)矩按扭轉(zhuǎn)強度計算由公式--扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPad計算處截面直徑mm--許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa（45鋼取30MPa）推出計算出軸的最小直徑則軸的最小直徑應(yīng)為8mm。鍵的尺寸設(shè)計及強度計算根據(jù)軸的直徑，查看《簡明機械零件設(shè)計手冊》表5-4平鍵，選擇鍵的尺寸為結(jié)構(gòu)形式為普通圓頭平鍵k--鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=1mm，h為鍵高。l--鍵的工作長度，l=L-b=8mm--鍵、軸、輪轂三者中間最弱的許用擠壓應(yīng)力=140MPa計算得出電動機的選擇綜合上述的選擇，選擇的電動機應(yīng)該具有一下幾點要求：為滿足汽車電動液壓千斤頂能夠流動性作業(yè)的要求，方便攜帶與使用，電動液壓千斤頂?shù)碾娫磻?yīng)該選擇汽車所承載的12V電源。根據(jù)現(xiàn)有資料，選擇北京微特微電機公司生產(chǎn)的直流減速馬達。電動機輸出的扭矩應(yīng)該。為減小汽車電動液壓千斤頂在工作時產(chǎn)生的噪音，所以電機的轉(zhuǎn)速可以較低，。電動機的輸出功率應(yīng)略大于齒輪泵的輸入功率，所以電動機的輸出功率。為達到攜帶方便和使用輕便，所以在選擇電動機時應(yīng)在滿足要求的情況下選擇盡量小的電動機。綜合上所述，在微特微電機樣本中選擇了VDM-12