液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵

齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵，它的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，體積小，重最輕，轉(zhuǎn)速高，自吸性能好，對油液污染不敏感，工作可靠，壽命長，便于維修以及成本低等。它的缺點(diǎn)是:流量和壓力脈動較大，噪聲較大（內(nèi)嚙合齒輪泵較小），排量不可變。一般齒輪泵分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩種。外嚙合泵內(nèi)嚙合泵液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵一、漸開線齒輪傳動的嚙合過程隨著嚙合傳動的進(jìn)行，輪齒嚙合點(diǎn)沿著N1N2移動，主動輪輪齒上的哈合點(diǎn)逐漸向齒頂部移動，而從動輪輪齒上的嚙合點(diǎn)向齒根部移動。當(dāng)嚙合傳動進(jìn)行到主動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2

的交點(diǎn)B1

時(shí)，兩輪齒即將脫離接觸(圖c)，故B1為輪齒的終止嚙合點(diǎn)。即在嚙合過程中，一對輪齒嚙合到一定位置時(shí)將會終止（從B2到B1

），要使齒輪連續(xù)傳動，就必須在前一對輪齒尚未脫離嚙合時(shí)（如K點(diǎn)），后一對齒在嚙合線上的B2點(diǎn)進(jìn)入嚙合（圖b），這樣才能保證傳動的連續(xù)性。因此，在齒輪傳動中，參加嚙合的輪齒的對數(shù)是不一樣的，一對齒嚙合和兩對齒嚙合交替進(jìn)行。如下圖所示，上齒輪為主動輪，下齒輪為從動輪。當(dāng)兩輪的一對齒開始嚙合時(shí)，先以主動輪的齒根推動從動輪的齒頂，因而起始嚙合點(diǎn)是從動輪的齒頂圓與嚙合線N1N2

的交點(diǎn)B2。液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵一、漸開線齒輪傳動的嚙合過程視頻液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵二、外嚙合齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的典型結(jié)構(gòu)如圖所示，在泵體內(nèi)有一對尺寸相同的齒輪（齒數(shù)和模數(shù)都相同）。齒輪兩側(cè)有泵蓋，泵體和泵蓋通過螺釘連接，在驅(qū)動軸端有密封裝置。泵體、泵蓋和齒輪的各個(gè)齒間槽組成了許多密封工作腔。觀察結(jié)構(gòu)液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵二、外嚙合齒輪泵的工作原理外嚙合齒輪泵的密封工作容積由泵體、前、后泵蓋和兩個(gè)齒輪齒輪組成。當(dāng)驅(qū)動齒輪按圖示方向轉(zhuǎn)動時(shí)。泵體內(nèi)兩個(gè)齒輪從嚙合點(diǎn)B2開始嚙合，B2點(diǎn)處的齒面接觸線（過B2

點(diǎn)垂直于端面，與輪齒同寬）將該工作容積分隔成兩個(gè)密封的空腔，即V1

腔和V2

腔，并分別與吸油口和壓油口相通。后泵蓋泵體泵蓋齒輪液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵二、外嚙合齒輪泵的工作原理當(dāng)驅(qū)動軸帶動齒輪按圖示方向轉(zhuǎn)動時(shí)，在油腔V1中，嚙合的兩輪齒逐漸脫開，工作容積逐漸增大，形成局部真空，使油箱的油液在大氣壓力作用下經(jīng)吸油口進(jìn)入V1腔，故V1腔為吸油腔；在V1腔被吸入到齒槽間的油液隨著齒輪的轉(zhuǎn)動被帶到V2腔。在油腔V2中，兩齒輪的輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，使工作容積逐漸減小，壓力升高，使V2腔的油液被擠壓并經(jīng)壓油口壓出，因此V2腔為壓油腔。這樣，齒輪連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動，吸油腔不斷地從油箱吸油，壓油腔不斷向外排油，這就是齒輪泵的工作原理。觀察原理在齒輪的連續(xù)傳動中，只要泵的轉(zhuǎn)動方向不變，起始嚙合點(diǎn)B2

的位置就不會變，吸油腔V1和壓油腔V2

的位置就不會變，嚙合點(diǎn)處的齒面接觸線一直分隔吸、壓油腔，起著配流的作用，因此，齒輪泵中沒有專門的配流機(jī)構(gòu)。液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵三、外嚙合齒輪泵的排量和流量外嚙合齒輪泵的排量V可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的有效齒槽容積之和，假設(shè)齒槽有效容積等于輪齒體積，則齒輪泵的排量就等于一個(gè)齒輪的有效齒槽容積和輪齒體積的總和。當(dāng)齒輪齒數(shù)為z，模數(shù)為m

，有效齒高為h=2m

，齒寬為b

時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式可知，齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的液體體積可近等于外徑為(z+2)m

、內(nèi)徑為(z-2)m

，厚度為b的圓環(huán)的體積。因此齒輪泵的排量為：實(shí)際上齒槽的有效容積比輪齒的體積稍大，故π常用3.33代替，因此齒輪泵的排量（單位為m3/r）為：觀察原理液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵三、外嚙合齒輪泵的排量和流量齒輪泵的理論流量qt（單位為m3/r

）為：qt=Vn=6.66m2zbn式中，n為齒輪泵轉(zhuǎn)速(r/s)。齒輪泵的實(shí)際輸出流量q

(單位為m3/r）

為q=qtηV=6.66m2zbnηV式中，ηV為齒輪泵的容積效率。外嚙合齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動的，脈動大小與齒輪的齒數(shù)有關(guān)，齒數(shù)越多，脈動越小。流量脈動會直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動，使管路系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲。如果脈動頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致，還將引起共振，加劇振動和噪聲。液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

1）困油的現(xiàn)象齒輪泵要平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合時(shí)的重合度必須大于1，即至少有一對以上的輪齒同時(shí)嚙合，如圖所示，在B1K和B2K’

區(qū)域，是兩對齒在嚙合；在KK’

區(qū)域，是一對齒在嚙合。由圖可知，在兩對齒嚙合階段，兩對輪齒的嚙合點(diǎn)之間會形成獨(dú)立的密封區(qū)域(黃色區(qū)域)。觀察單雙齒嚙合區(qū)液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

1）困油的現(xiàn)象為了保證齒輪傳動的正常進(jìn)行，通常齒輪的齒厚采用負(fù)偏差，以形成齒側(cè)間隙，便與潤滑和受熱后的變形的釋放，考慮到齒側(cè)間隙，則齒輪傳動的實(shí)際嚙合如圖所示（主動輪齒的右側(cè)與從動輪不接觸）。在工作過程中，就有一部分油液困在兩對輪齒嚙合時(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)動而變化。圖a為兩對齒剛進(jìn)入嚙合時(shí)情況，此時(shí)密封容積為最大，嚙合傳動繼續(xù)時(shí)，該密封容積將逐漸減小，當(dāng)嚙合進(jìn)行到圖b位置（中間位置）時(shí)，密封容積最小；嚙合傳動繼續(xù)時(shí)，該密封容積將逐漸減大，當(dāng)嚙合進(jìn)行到圖c位置（即剛要變?yōu)橐粚X嚙合）時(shí)，密封容積最大，如此產(chǎn)生了密封容積周期性的增大減小。液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

1）困油的現(xiàn)象單雙齒嚙合會導(dǎo)致密封容積周期性的增大減小，密封容積減小時(shí)，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；密封容積增大時(shí)，無油液的補(bǔ)充，又會造成局部真空，使溶于油液中的氣體分離出來，產(chǎn)生氣穴，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。觀察變化液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

1）困油的現(xiàn)象困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，并引起振動和氣蝕，同時(shí)降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性和使用壽命。消除困油現(xiàn)象的方法，通常是在端蓋上開卸荷槽，如圖示的虛線方框所示，當(dāng)封閉容積減小時(shí)(圖a到圖b)，通過右邊的卸菏槽與壓油腔相通，而封閉容積增大時(shí)(圖b到圖c)，通過左邊的卸荷槽與吸油腔通，兩卸荷糟的間距必須確保在任何時(shí)候都不使吸、排油相通。液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析某種齒輪泵的的卸荷槽如圖所示。觀察結(jié)構(gòu)液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

2）不平衡的徑向力

齒輪泵工作時(shí)，作用在齒輪外圓和軸承上的徑向液壓力是不相等的。如圖所示，泵的左側(cè)為吸油腔，油壓力小，一般稍低于大氣壓力；右側(cè)為壓油腔，油壓力大，通常為泵的工作壓力。由于泵體內(nèi)表面與齒輪齒頂間有徑向間隙，故在此間隙中由壓油腔到吸油腔的油壓力是逐步分級降低的，這些力的合力，就是齒輪和軸承受到的不平衡的徑向力。泵的工作壓力越高，這個(gè)不平衡力就越大，其結(jié)果不僅加速軸承的磨損，降低了軸承的壽命，甚至使軸變形，造成齒輪齒頂和泵體內(nèi)表面摩擦等。液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

2）不平衡的徑向力

解決徑向力不平衡問題簡單①縮小壓油口，使壓油腔的壓力油僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)；②開設(shè)徑向力平衡槽（如圖示），該結(jié)構(gòu)可使作用在軸承上的徑向力大大減小，但會使泵內(nèi)泄漏增加，容積效率下降。徑向力平衡槽液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵四、齒輪泵的結(jié)構(gòu)特性分析

3）泄漏齒輪泵存在著三個(gè)可能產(chǎn)生泄漏的部位：齒輪端面和端蓋間的軸向間隙、齒輪外圓和殼體內(nèi)孔間以及兩個(gè)齒輪的齒面嚙合處。其中對泄漏影響最大的是齒輪端面和端蓋間的軸向間隙，通過軸向間隙的泄漏途徑短，泄漏面積大，所以泄漏量可占總泄漏量的75%～80%。軸向間隙過大，泄漏量多，會使容積效率降低；但間隙過小，齒輪端面和端蓋之間的機(jī)械摩擦損失增加，會使泵的機(jī)械效率降低。因此設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須嚴(yán)格控制泵的軸向間隙。在中高壓齒輪泵中，為了減小軸向間隙泄露會采用軸向間隙自動補(bǔ)償裝置。漏泄部位漏泄部位漏泄部位液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵五、內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)及工作原理內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，這兩種內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理和主要特點(diǎn)皆同于外嚙合齒輪泵。漸開線齒形擺線齒形液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵五、內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)及工作原理在漸開線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵中，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；內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪是主動輪，大齒輪為從動輪，在工作時(shí)大齒輪隨小齒輪同向旋轉(zhuǎn)。觀察結(jié)構(gòu)觀察運(yùn)動液壓泵和液壓馬達(dá)任務(wù)二齒輪泵五、內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)及工作原