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1、变量齿轮泵的设计（2）摘 要齿轮泵结构简单、成本低、自吸能力强、抗油液污染能力强，在液压系统中常用作动力装置，特别是在液压系统中应用更广泛。变量齿轮泵内有一对相互啮合的外齿轮，其中一个为轴向位置确定的外齿轮，另一个则为可沿轴向移动的外齿轮，可沿轴向移动。当调节轴与其它调节控制机构相联接以后就可以对泵的输送流量实行调节或执行自动控制。变量齿轮泵是一种恒压力型变量齿轮泵，主要用于液压机械变量供油和其它液状流体需变量调节或变量自动控制的泵类产品。由于它的结构简单，流量调节方便，使液压系统效率提高，节省能源，适用于在中、低压范围内取代市场上的变量叶片泵，或制成适用于需变量供给各种液状流体的专用变量泵，
2、可在许多液压系统中代替定量齿轮泵，将在某些领域成为齿轮泵的换代产品。关键词：齿轮泵,液压泵,外啮合,变量,流量调节THE DESIGN OF VARIABLE GEAR PUMP (2)ABSTRACTGear pump structure simple, cost low, self-absorption ability strong, anti-fat liquor pollution ability, often serves as the power unit in the hydraulic system, specially applies in the hydraulic sys
3、tem widely. In the variable gear pump has the external gear which a pair meshes mutually, for the axial position external gear, another for may be along the end motion external gear, be possible along the end motion. When the regulating shaft will join later with other regulating control organizatio
4、n to be possible to implement the adjustment or the execution automatic control to the pump transportation current capacity .The variable gear pump is one kind of constant pressure strength variable gear pump, mainly uses in the hydraulic pressure machine variable feed and other liquidity fluid need
5、s the quantitative governing or the variable automatic control pump class product. Because its structure is simple, the flow control is convenient, will make the hydraulic system efficiency to enhance, saves the energy, is suitable in, in the low pressure scope substitutes for in the market the vari
6、able vane pump, or makes is suitable in needs the variable supplies each kind of liquidity fluid the special-purpose variable displacement pump, may replace the quota gear pump in many hydraulic systems, will become the gear pump in certain domains the update product.KEY WORD: the gear pump, the hyd
7、raulic pump, outside meshes, variable, flow control目录变量齿轮泵的设计（2）I摘要ITHE DESIGN OF VARIABLE GEAR PUMP (2)IIABSTRACTII目录III第1章 齿轮泵基本参数的确定11.1 确定刀具角和齿顶高系数11.2 选定泵的转速11.3 确定泵的理论流量 11.4 选取齿宽系数 11.5 选取齿数11.6 计算齿轮模数 21.7 确定齿宽 21.8 校验齿轮泵的流量21.9 校验齿轮泵节圆线速度 21.10 计算齿轮各部分尺寸3第2章 动力参数的计算5第3章 齿轮泵的结构设计53.1 结构形式的确定
8、53.1.1 减轻径向力的结构措施53.1.2 采用三片式结构63.1.3 齿轮与轴做成分离式通过键连接63.1.4 采用滚动轴承63.2 确定高低压腔尺寸63.3 主动轴的计算73.3.1. 初步确定轴的最小直径73.3.2.轴的结构设计73.3.3轴上零件的周向定位83.3.4确定轴上圆角和倒角尺寸93.3.5求作用在齿轮上的力93.3.6求轴上的载荷93.3.7按弯扭合成应力校核轴的强度113.3.8精确校核轴的疲劳强度113.4从动轴的计算143.4.1 轴的结构设计143.4.2求轴上的载荷143.4.3精确校核轴的强度153.4.4从动轴的刚度计算163.5齿轮强度的计算173.5
9、.1齿轮的材料及齿数的选取173.5.2齿面接触疲劳强度的计算173.5.3 齿根弯曲疲劳强度计算183.6. 轴承的受力分析及寿命计算193.6.1主动轴上的轴承受力分析及寿命计算193.6.2从动轴上的轴承受力分析及寿命计算203.7泵体的设计计算和强度校核213.7.1泵体的设计计算213.7.2泵体的强度校核21第4章 齿轮泵其它部件的分析计算224.1 轴承端盖的设计计算224.2 密封圈的设计计算234.2.1主动轴轴承端盖处的毡封油圈234.2.2从动轴上通用O型密封圈234.3小圆螺母的设计计算244.4变量机构的设计计算26第5章 基于SolidWorks的齿轮泵的虚拟设计系
10、统275.1 引言275.2 齿轮泵的参数化造型设计275.2.1 齿轮泵零部尺寸计算275.2.2 关键部件的结构设计285.3 利用VB调用SilidWorks295.4 齿轮泵的虚拟装配模块295.5 结论30参考文献31致谢32第1章 齿轮泵基本参数的确定设计参数： = 15MPa , =15ml/r1.1 确定刀具角和齿顶高系数采用标准刀具 = 20 顶高系数 = 11.2 选定泵的转速齿轮泵采用交流电动机, 取转速 = 1000 r/min1.3 确定泵的理论流量 齿轮泵的流量= = 15 1000 = 15 1.4 选取齿宽系数 对于低压齿轮泵= 610 , 对于高压齿轮泵 =3
11、6则取齿轮泵的齿宽系数=51.5 选取齿数齿轮齿数的确定必须综合考虑流量脉动、压力脉动、机械效率等诸方面因素。从流量角度出发在齿轮分度圆直径不变的情况下，齿数越少，模数越大，其输出流量就越大；从工作性能出发，齿数减少后对改善困油现象及提高机械效率有利，其流量及压力的脉动增加，对于流量计的均匀性要求较高及使工作噪音尽量低，一般1430之间。而对轴向并联齿轮泵及流量计来说，齿轮的齿数满足（K为自然数）。取4 得44+117齿数较少时，会产生根切现象，对于标准齿轮（齿顶高系数=1）不产生根切的最少齿数如下：表 1-1压力角与不产生根切的最少齿轮的关系压力角1.45152022.523252730不产
12、生根切的最少齿数323017141311108选用标准齿轮20，17不会产生根切现象，选择合理1.6 计算齿轮模数 对于流量计来说，确定模数主要不是从强度方面着眼，而是从流量计的流量、压力脉动、噪音以及结构尺寸大小等方面考虑。模数越大，泵的流量就越大，并且当齿轮节圆直径一定时，对流量来讲，增大模数比增加齿数有利。但齿数太少将使流量的输油量及压力脉动增加，因此模数选择要适当= = = 2.97将模数圆整为 = 31.7 确定齿宽 齿轮泵的流量与齿宽成正比，增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与壳体及盖板间的磨擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例增加，因此，当高压时其齿宽不宜过大，则应取大些，以便
13、减轻轴承负载，同时加大意味着增加轴向间隙对液流的阻力，从而还能减小内泄漏。齿宽的计算公式： = 53=151.8 校验齿轮泵的流量 校验公式： = 该流量和设计理论流量相差5 % 以内为合格 S=2.33%5%,故所选参数合适。1.9 校验齿轮泵节圆线速度 齿轮泵与原动机直接相接, 所以其转速 应与原动机的转速一致. 由流量公式可知, 转速愈高, 流量愈大. 但转速过高,由于离心力的作用, 使油液不能完全充满齿间, 吸油不足导致了容积效率下降, 产生汽蚀、振动和噪声。因此就有最高转速的限制。允许的最高转速与工作油液的粘度有关，粘度越大，允许的最高转速就愈底。一般用限制齿轮节圆圆周速度的办法来确
14、定最高转速，以保证在工作中不产生汽蚀。 = n / 100060其中 节圆直径 （ ） = = 317= 51 带人数据得= = = 2.67 表1-2工业齿轮油粘度与节圆极限速度关系工业齿轮油粘度124576152300520760节圆极限速度543.7321.61.25根据表格数据油液的粘度此液体允许的齿节圆极限速度 =4 ， 则校核合格1.10 计算齿轮各部分尺寸模数： m = 3压力角： 20分度圆直径： d = = 317 = 51齿顶高： ha = ha* m = 13= 3 齿根高： =( ha* + )m = ( 1 + 0.25)3 = 3.75齿全高： h =( + c*)m = 2.253 = 6.75齿顶圆直径： =( + Z1)m = ( 21 + 17)3= 57齿根圆直径： =(Z1-)m = (1721 20.25) 3= 43.5基圆直径： = d= 51cos20 = 47.924齿距： p =3.143 = 9.42齿厚： s = m/2 = 4.71齿槽宽： e = m/2 =4.71顶隙： c
