第9講 液壓傳動(dòng)

液壓傳動(dòng)4.2齒輪泵3

齒輪泵是一種常用的液壓泵。主要優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，自吸性好，對(duì)油液污染不敏感，工作可靠；主要缺點(diǎn):流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排量不可調(diào)。

齒輪泵被廣泛地應(yīng)用于采礦設(shè)備、冶金設(shè)備、建筑機(jī)械、工程機(jī)械和農(nóng)林機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。

齒輪泵按照其嚙合形式的不同，有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，外嚙合齒輪泵應(yīng)用較廣，內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵。4.2齒輪泵

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)將左、右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔。圖4.3外嚙合齒輪泵的工作原理

1—泵體;2—主動(dòng)齒輪;3—從動(dòng)齒輪4.2.1外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理左側(cè)壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統(tǒng)，這就是齒輪泵的吸油和壓油過(guò)程。

當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒脫離嚙合，密封腔容積不斷增大，構(gòu)成吸油并被旋轉(zhuǎn)的輪齒帶入左側(cè)的壓油腔。4.2.1外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理4.2.2齒輪泵的流量和脈動(dòng)率(PulsatingRate)外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和。若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為z，模數(shù)為m，節(jié)圓直徑為d，有效齒高為h，齒寬為b時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式有d=mz，h=2m，齒輪泵的排量近似為V=

dhb=2

zm2b（4.4）實(shí)際上，齒谷容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少誤差越大，因此,在實(shí)際計(jì)算中用3.33~3.50來(lái)代替上式中

值，齒數(shù)少時(shí)取大值。

由此得齒輪泵的輸出流量為

V=(6.66~7)zm2b（4.5）q=(6.66~7)zm2bn

v

（4.6）齒輪泵的流量脈動(dòng)若用qmax、qmin來(lái)表示最大、最小瞬時(shí)流量，q0表示平均流量，則流量脈動(dòng)率為（4.8）上式是齒輪泵的平均流量。實(shí)際上，在齒輪嚙合過(guò)程中，排量是轉(zhuǎn)角的周期函數(shù)，因此瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。脈動(dòng)的大小用脈動(dòng)率表示。

流量脈動(dòng)率是衡量容積式泵流量品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。

q=(6.66~7)zm2bn

v

（4.7）4.2.2齒輪泵的流量和脈動(dòng)率

在容積式泵中，齒輪泵的流量脈動(dòng)最大，并且齒數(shù)愈少，脈動(dòng)率愈大，這是外嚙合齒輪泵的一個(gè)弱點(diǎn)。

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。齒輪泵的流量脈動(dòng)4.2.2齒輪泵的流量和脈動(dòng)率

齒輪泵的結(jié)構(gòu)1-殼體2.主動(dòng)齒輪3-從動(dòng)齒輪4-前端蓋5-后端蓋6-浮動(dòng)軸套);7-壓力蓋

4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外嚙合齒輪泵的問(wèn)題

外嚙合齒輪泵存在的問(wèn)題有四個(gè)：

外嚙合齒輪泵的泄漏比較大外嚙合齒輪泵的流量脈動(dòng)大外嚙合齒輪泵有徑向不平衡力外嚙合齒輪泵有困油問(wèn)題4.2.3.1困油現(xiàn)象

齒輪泵困油現(xiàn)象及消除措施AB間的死容積逐步減小AB間的死容積逐步增大AB間的死容積達(dá)到最小齒輪嚙合時(shí)的重疊系數(shù)必大于1，故有一部分油液困在兩對(duì)輪齒嚙合時(shí)所形成的封閉油腔之內(nèi)，這個(gè)密封容積的大小隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而變化，形成困油。4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)困油現(xiàn)象輪齒間密封容積周期性的增大減小。受困油液受到擠壓而產(chǎn)生瞬間高壓，密封容腔的受困油液若無(wú)油道與排油口相通，油液將從縫隙中被擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等零件也受到附加沖擊載荷的作用；若密封容積增大時(shí)，無(wú)油液的補(bǔ)充，又會(huì)造成局部真空，使溶于油液中的氣體分離出來(lái)，產(chǎn)生氣穴。

齒輪泵的困油現(xiàn)象及消除措施AB間的死容積逐步減小AB間的死容積逐步增大AB間的死容積達(dá)到最小4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

齒輪泵的困油現(xiàn)象及消除措施容積減小時(shí)與壓油側(cè)相通容積增大時(shí)與吸油側(cè)相通卸荷槽4.2.3.1困油的現(xiàn)象4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)卸荷措施：在前后蓋板或浮動(dòng)軸套上開卸荷槽。開設(shè)卸荷槽的原則：兩槽間距a為最小閉死容積，而使閉死容積由大變小時(shí)與壓油腔相通，閉死容積由小變大時(shí)與吸油腔相通。4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

齒輪泵的困油現(xiàn)象及消除措施4.2.3.2徑向不平衡力在齒輪泵中，油液作用在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。壓力越高，徑向不平衡力越大，它能使泵軸彎曲，使定子偏磨，加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。

常采取縮小壓油口的辦法減小徑向不平衡力。4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.2.3.3齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償齒輪泵壓油腔的壓力油可通過(guò)三條途經(jīng)泄漏到吸油腔：

在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大，壓力越高，由間隙泄漏的液壓油就愈多。

三是通過(guò)齒輪兩端面和側(cè)板間的間隙——端面間隙

二是通過(guò)泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙——齒頂間隙一是通過(guò)齒輪嚙合線處的間隙——齒側(cè)間隙4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了提高齒輪泵的壓力和容積效率，實(shí)現(xiàn)齒輪泵的高壓化，需要從結(jié)構(gòu)上來(lái)取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。采用自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置：浮動(dòng)軸套式或彈性側(cè)板式。原理：引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，壓力愈高，間隙愈小，可自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。

浮動(dòng)軸套式

4.2.3.3齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償4.2.3齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.2.4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)示意圖見圖。

內(nèi)嚙合齒輪泵1—外齒輪，2—內(nèi)齒輪，3—隔板漸開線齒形擺線齒形219

內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪是主動(dòng)輪，大齒輪為從動(dòng)輪，在工作時(shí)大齒輪隨小齒輪同向旋轉(zhuǎn)。圖2.6b)內(nèi)嚙合齒輪泵3—隔板，4—吸油，5—壓油壓油窗口吸油窗口月牙板從動(dòng)內(nèi)齒輪主動(dòng)小齒輪漸開線齒形

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2.6(a)。4.2.4內(nèi)嚙合齒輪泵圖2.6內(nèi)嚙合齒輪泵1—吸油腔，2—壓油腔，3—隔板主動(dòng)小齒輪從動(dòng)內(nèi)齒輪

擺線齒形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2.6