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1、2.2 齿轮泵齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要优点优点是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性好，对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点缺点是是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机械、工程机械和农林机械等各个行业。齿轮泵按其啮合形式不同，有外啮合外啮合和内啮合内啮合两种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。 1221 外啮合齿轮泵的结构及工作原理外啮合齿轮泵的工作原理； 排量、流量； 外啮合齿轮泵的流量脉动； 外啮合齿轮泵的问题和结构特点。23221 外啮合齿轮泵的结构及工作原理泵主要由主、从动 齿轮，驱动轴，泵体及
2、侧板等主要零件构成。图2.3 外啮合齿轮泵的工作原理1泵体;2 主动齿轮;3 从动齿轮 泵体内相互啮合的 主、从动齿轮与两端盖 及泵体一起构成密封工 作容积，齿轮的啮合点 将左、右两腔隔开，形 成了吸、压油腔。4当齿轮按图示方向旋转时 ，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮 合，密封腔容积不断增大，构 成吸油并被旋转的轮齿带入左 侧的压油腔。左侧压油腔内的轮齿不 断进入啮合，使密封腔容积 减小，油液受到挤压被排往 系统，这就是齿轮泵的吸油 和压油过程。演示5222 齿轮泵的流量和脉动率外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容 积之和。若假设齿谷容积等于轮齿体积，则当齿轮齿数为 ， 模数为 ，节圆
3、直径为 ，有效齿高为 ，齿宽为时 ，根据 齿轮参数计算公式有 ， ，齿轮泵的排量近似为（2.7） 实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少 误差越大，因此,在实际计算中用3.333.50来代替上式中值， 齿数少时取大值。（2.8） 由此得齿轮泵的输出流量为 （2.9） 6齿轮泵的流量脉动若用 、 来表示最大、最小瞬时流量， 表示 平均流量，则流量脉动率为 （2.10） 上式是齿轮泵的平均流量。实际上，在齿轮啮合过 程中，排量是转角的周期函数，因此瞬时流量是脉动的 。脉动的大小用脉动率表示。（2.9） 流量脉动率是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。 7在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大
4、，并且齿数愈少，脉动率愈大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。 流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声。流量脉动危害8223 齿轮泵的结构特点9外啮合齿轮泵的问题：外啮合齿轮泵的流量脉动大外啮合齿轮泵有困油问题外啮合齿轮泵有径向不平衡力外啮合齿轮泵的泄漏比较大102.2.3.1 困油现象图2.5 齿轮泵的困油现象及消除措施AB间的死容积 逐步减小AB间的死容积 逐步增大AB间的死容积 达到最小齿轮啮合时的重叠系数必大于1，故有一部分油液困在两 对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随 齿轮转动而变化，形成困油。 演示11困油现象产生危害:原因：轮齿
5、间密封容积周期性的增大减小。 受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中 被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受到附加冲 击载荷的作用； 若密封容积增大时，无油液的补充，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴 。12困油现象的消除图2.5 齿轮泵的困油现象及消除措施容积增大时 与吸油侧相通容积减小时 与压油侧相通卸荷槽132.2.3.2 径向不平衡力在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的作用。 危害：压力越高，径向不平衡力越大，它能使泵轴弯曲， 使定
6、子偏磨，加速轴承的磨损，降低轴承使用寿命。 14压油吸油措施： 缩小压油口使压油腔压力仅作用于一二齿范围； 适当增大径向间隙，齿顶不与定子内表面接触； 增强支承轴承，滚针、滑动轴承； 通过孔连通部分高低腔。152.2.3.3 齿轮泵的泄漏齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔去： 在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油就愈多。 三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙端面间隙 二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙齿顶间隙 一是通过齿轮啮合线处的间隙齿侧间隙 16为了提高齿轮泵的压力和容积效率，实现齿轮泵的高压化，需要从结构上采取措施，对端面间隙进行自动补偿。通常
7、采用的自动补偿端面间隙装置有：浮动轴套式、弹性侧板式和二次密封 等。原理： 引入压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力 愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。 浮动轴套式172.2.4 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种。18在渐开线齿形 内啮合齿轮泵中， 小齿轮和内齿轮之 间要装一块月牙隔 板，以便把吸油腔 和压油腔隔开，如 图2.6（a）。 内啮合齿轮泵中 的小齿轮是主动轮， 大齿轮为从动轮，在 工作时大齿轮随小齿 轮同向旋转。 图2.6 内啮合齿轮泵 1- 吸油腔，2- 压油腔，3- 隔板主动小齿轮压油窗口吸油窗口月牙板从动内齿轮19图2.6 内啮合齿轮泵 1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板主动小齿轮压油窗口吸油窗口从动内齿轮摆线齿形啮 合齿轮泵又称摆 线转子泵。 在这种泵中，小 齿轮和内齿轮只 相差一齿，因而 不需设置隔板。 如图2.6（b）。 20v 结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声低；v 但在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低；v 一般用于中、低压系统，或作为补油泵。v 缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵，且不适合高压。 21
