外啮合齿轮泵的设计

外啮合齿轮泵的设计

图1 是外啮合齿轮泵的工作原理图。由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。由于齿轮端面与壳体 端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成 左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这 一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油 口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到 了左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油 液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油 和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。

齿轮泵是容积式回转泵的一种，其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮（主动轮）固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮（从动轮）装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合（齿与齿啮合前），然后进入压油管排出。

外啮合齿轮泵的设计

齿轮泵的主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻、造价低。但与其他类型泵比较，有效率低、振动大、噪音大和易磨损的缺点。齿轮泵适合于输送黏稠液体

外啮合齿轮泵的设计

设计齿轮泵时，应该在保证所需性能和寿命的前提下，尽可能使尺寸小、重量轻、制造容易、成本低，以求技术上先进，经济上合理。

我们已知某润滑油泵工作压差 p=７０（bar）和排量q=62582(ml/r)用Y132S-4电动机作为原动机带动油泵的正常工作。

一．定刀具角an和齿顶高系数fo

采用标准刀具，an 20 ，齿顶高系数fo 1

二．选齿数Z

排量与齿数，查资料《液压文件》中查得q 2 Zm2B 10 3(ml/r)

（1-1）考虑到实际上齿间的容积比轮齿的有效体积稍大，所以齿轮泵的理论排量应比按式（1-1）计算的值大一些，并且齿数越少差值越大。考虑到这一因素，就在公式（1-1）中乘以系数K以补偿其误差，则齿轮泵的排量为 q 2 KZm2B 10 3(ml/r)通常K=1.06～1.115，即2 k 6.66~7．齿数少时取最小值（当Ｚ＝６时，可取K=1.115,而当Ｚ=20时，可取K=1.06）反映齿轮泵结构大小的尺寸---齿轮分度圆直径(Df=Mz).若要增大排量,增大模数的办法比增加齿数更为有利.若要保持排量不变,要使泵的体积很小,则应增大模数并减少齿数.减少齿数可减小泵的外形尺寸,但齿数也不能太小,否则不仅会使流量脉动严重,甚至会使齿轮啮合的重迭系数 <1,这是不允许的.一般齿轮泵的齿数Z＝６～３０．用于机床或其它对流量的均匀性要求较高的低压齿轮泵，一般取Z＝１４～３０；用于工程机械及矿上极限的中高压和高压齿轮泵，对流量的均匀性要求不高．但要求结构尺寸小，作用在齿轮上的径向力小，从而延长轴承的寿命，就采用较少的齿数（Z＝９～１５）而近来新设计中高压齿轮泵时，都十分注意降低齿轮泵的噪声，因此所选齿数有增大的趋势（取Z＝１２～２０）．只有对流量均匀性要求不高，压力有很低的齿轮泵（如润滑油泵）才选用Z＝６～８．所以我们初选齿数

外啮合齿轮泵的设计

为Z1＝11．齿轮泵所用的两个齿轮等大 ，固传动比ｉ＝１所以Z2 iZ1 11

三．确定齿轮的模数m

由齿宽与齿顶圆的比值 B，得B De，即B m(Z C) De

对标准齿轮Ｃ＝２，对于“增一齿修正法”修正的齿轮Ｃ＝３将Ｂ的表达式代入排量近似公式q 2 KZm2 10 3得q 2 KZm2 (Z C) 10 3所以m q式中Ｋ=1.06～1.115齿数少时取大值，齿数多时 32 kZ (Z C) 10

取小值． 查资料知：

表１

得模数m 2.4,经查课本《机械设计》中表2我们应选取与该值接近的标准模数值m=2.5

四．确定齿宽

b m(Z C)（mm）所以b1 m(Z C) 25 b1 b2 25

五．确定齿轮的其它参数

压力角我们取标准值a 选取标准值a 20

分度圆直径d d1 mZ1 2.5 11 27.5

d2 mZ2 2.5 11 27.5

齿顶高ha ha1 ha m 1 2.5 2.5

齿根高hf hf1 (ha c )m 3.125

齿全高h h1 ha1 hf1 (2ha c2)

齿顶圆直径da da1 (Z1 2ha)m (11 2 1) 2.5 32.5

da1 (Z1 2ha)m (11 2 1) 2.5 32.5

外啮合齿轮泵的设计

齿顶高系数ha 1

顶隙系数c 0.25

(1).我们选用一般的齿轮材料，软齿面的闭式传动，查课本《机械设计基础》表12.1和表12.2选用45钢，正火处理齿面硬度HBS230。齿轮油泵为一般机械中的齿轮传动，我们处选8级精度。

(2).确定许用应力：由图12.11c、图12.14c分别查得

Hlim1 560MP ， Flim1 195MP

由表12.5查得SH 1.1和SF 1.4故

[ H]1 Hlim1

SH 560/1.1 509.1(MPa) F 1 Flim1SF 195 139.3(MPa) 1.4

六．选定工作油液

我们所用的工作油液为矿物油型（石油基）液压油，普通液压油。这种油液是以石油的精练物为基础，加入各种改进性能的添加剂而成。

七．确定齿轮泵的转速n

齿轮泵一般都和原动机（电动机、内燃机等）直接连接，我们所用的电动机为Y132S-4型功率P=5.5kw,满载转速n1 1440所以其转速r/min，

n应于原动机的转速一致。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，产生气蚀、震动和噪声。因此就有最高的转速限制。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低。

一般用限制齿轮顶圆圆周速度的办法来确定最高转速，以保证在工作中不产生气蚀。不同粘度的油，起允许的圆周速度如表3所示。然后将允许的顶圆圆周极限速度vmax换算成允许的极限转速nmax

表3

外啮合齿轮泵的设计

nmax60 103vmax De

式中 De---顶圆直径（mm）;vmax---顶圆圆周极限线速度（m/s）.

另一方面齿轮泵的转速也不能太低，因当工作压力一定时，泵的泄露量也接近于一定值，它与转速的关系不大，但转速愈低，流量愈小，泄露量与理论流量比值愈大，溶剂效率愈低。所以还应对齿轮泵的最低转速加以限制，其允许的最低顶圆圆周速度，可按以下经验公式选取

vmin 0.1752 p(m/s) E

式中 p---齿轮泵高低压腔差（bar）; E---工作油液恩式粘度。

为了避免容积效率严重下降，在实际工作中都不允许泵的转速低于300rpm.

八.校核排量是否符合原始设计参数中提出的要求

九．结构设计

（一）结构形式的确定

在确定结构形式时应考虑以下几个内容

1. 减轻径向力的结构设施。

2. 是采用三片式结构（有前泵盖、泵体、和后泵盖组成，）还是采用两片式

结构（由壳体和前盖组成）。

近年来其所以三片式结构得到广泛应用，是因为三片式结构有以下优点：

（1） 毛坯制造容易，甚至可用型材切料；

（2） 便于机械加工；

（3） 便于布置双向端面间隙的液压自动补偿，从而改善补偿性能和提

高寿命；

（4） 便于双出轴布置，根据需要可以串联另一个齿轮泵。

3. 齿轮与轴做一个整体还是做成分离式通过键（或花键）连接 …… 此处隐藏：2867字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……