外啮合齿轮泵的设计

编号:

毕业论文(设计)

题目外啮合齿轮泵的设计

指导教师孙秀云

学生姓名吴连增

学号201001703133

专业机械设计制造及其自动化

教学单位德州学院机电工程学院（盖章）

二O一四年四月二十日

德州学院毕业论文（设计）开题报告书

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

院(系)：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化2014年03月20日

摘要及关键词 (1)

1引言 (1)

1.1简介 (1)

1.2齿轮泵的工作原理 (1)

1.3齿轮泵结构分析 (2)

1.4齿轮泵的流量计算 (4)

2齿轮油泵各组成零件的选材分析 (4)

2.1材料的选择原则 (5)

2.2材料的选择方法 (5)

3产品重要零件AutoCAD绘图 (7)

3.1绘制主动齿轮零件图 (7)

3.2表面粗糙度的选定 (9)

3.3公差与配合的选择 (9)

3.4零件的热处理 (11)

4齿轮泵零件图 (12)

5总结 (13)

参考文献 (14)

谢辞 (15)

外啮合齿轮泵的设计

吴连增

（德州学院机电工程学院，山东德州253000）

摘要：外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，在工业中应用十分广泛，且都存在漏油现象。在对该泵基本参数的研究上，对齿轮、泵体和前后盖进行优化设计，使之达到最佳效果。困油现象会引起齿轮泵强烈的震动和噪声，大大缩减了外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。

关键词：外啮合；齿轮；泵体；困油现象

1引言

1.1简介

齿轮泵是在工业应用中运用极其广泛的重要装置之一，尤其是在液压传动与控制技术中占有很大的比重，它具有结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、耐污染、使用可靠、寿命较长、制造容易、维修方便、价格便宜等特点，但同时齿轮泵也还存在一些不足，如困油现象比较严重、流量和压力脉动较大、径向力不平衡、泄漏大、噪声高及易产生气穴等缺点，这些特性和缺点都直接影响着齿轮泵的质量。

随着齿轮泵在高温、高压、大排量、低流量脉动、低噪音等方面发展及应用，对齿轮泵的特性研究及提高齿轮泵的安全和效率已成为国内外深入研究的课题。近年来，随着产量的不断增长，在齿轮泵向高压化、高可靠性发展的推动下，我国齿轮泵有了新的发展和突破。而齿轮泵泵体制造工艺设计合理与否将直接影响到齿轮泵的工作效率，制定合理的加工工艺相当重要。

我在此基础上进行了外啮合齿轮泵的结构设计，通过建立数学模型，优化计算出流量脉动最小的齿轮参数。这对于促进机械装备的技术进步、降低机械装备的制造成本具有十分重要的意义，其应用前景十分广阔。

1.2齿轮泵的工作原理

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和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。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，齿轮的啮合点将两腔隔开，形成了吸、压油腔，吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封工作腔容积不断增大，形成部分真空，油液在大气作用下从油箱经吸油管进入吸油腔，并被旋转的轮齿带入压油腔，压油腔内的轮齿不断进入啮合，使密封工作腔容积减小，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。

当齿轮按图1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[1]。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。

图1外啮合齿轮泵的工作原理图

1.3齿轮泵结构分析

1.3.1困油现象

齿轮泵要平稳的工作，齿轮啮合的重合度必须大于1，即有两对同时啮合的时刻，因此，就会有一部分油液困在两对齿轮所形成的封闭容积之内，如图2所示。这个封闭容积

先随齿轮转动逐渐减小，然后又逐渐增大。密封容积减小，会使被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热，轴承等机件也受到附加的不平衡负载作用；封闭容积的增大又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象[2]。困油现象的危害：使齿轮泵产生强烈的噪声并引起震动和气蚀，降低泵的容积效率，影响工作的平稳性，缩短使用寿命。

图2齿轮泵的困油现象

消除困油的方法，通常是在两端盖板上开卸荷槽，两卸荷槽之间的距离为：

a=α

πcos

cos

开设卸荷槽如图3，可使闭死容积限制为最小。即当封闭容积减小时，通过右边的卸荷槽与压油腔相通。而封闭容积增大时，通过左侧的卸荷槽与吸油腔相通，两卸荷槽之间的距离确保在任何时候都不使吸、排油相通。

图3齿轮泵的困油卸荷槽图

1.3.2径向不平衡力

齿轮泵工作时，在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。如图所示，泵的右侧为吸油腔，左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上，沿着齿顶的泄漏油，具有大小不等的压力，就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高，这个不平衡力就越大，其结果不仅加速了轴承的磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形。CBD 齿轮泵采用缩小压油腔，以减少压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力，所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小[3]。

1.4齿轮泵的流量计算

外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿槽容积之和。若假设齿槽容积等于轮齿体积，则当齿轮齿数为z 、模数为m 、节圆直径为d （其值等于m*z ）、有效齿高为h （其值等于2m ）、齿宽为b 时齿轮泵的排量近似值为：

V= b m 2dhb 2ππ= （1）

实际上，齿槽容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越小差值越大，因此需要用（2）来代替式（1）中的值（齿数少时，取大值），以补偿误差[4]。齿轮泵的排量为：

V=（6.66～7）b zm 2 （2）

由此得齿轮泵的输出流量为：

q=（6.66～7）v 2bn zm η

实际上，由于齿轮泵在工作过程中啮合点沿啮合线移动，使其工作油腔的容积变化率是不均匀的。因此，齿轮泵的瞬时流量是脉动的。流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，是管路系统产生振动和噪声。如果脉动频率与系统的固有频率一致，还将引起共振，加剧振动和噪声。若用q 和q 表示最大、最小瞬时流量，q 表示平均流量，则流量脉动率σ可用下式表示：

q -q min

max =

σ是衡量容积式泵流量品质的一个重要指标。

在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，并且齿数愈小，脉动率愈大。这是外啮合齿轮泵的一个缺点。所以，齿轮泵一般用于对工作平稳性要求不高的场合，要求平稳性高的高精度机械不宜采用齿轮泵。

2齿轮油泵各组成零件的选材分析

2.1材料的选择原则

2.1.1材料的力学性能

材料性能应满足零件的工作需求，尽量使零件经久耐用，安全可靠。为此，必须根据零件的功用、受力状况、工作环境等，分析零件失效的形式与原因来确定材料抵抗失效应力具备的重要性能，根据主要性能来选择材料。

2.1.2材料的工艺性

材料工艺性指的的是零件在制作过程中，材料适应冷、热加工工的性能包括：铸造性--锻造性--焊接性--切削加工性--热处理[5]工艺性。

2.1.3材料的经济性

在满足使用性能要求的前提下，应尽量采用便宜的材料，把零件的总成本降低到最低，以获得最大的经济利益。

2.2材料的选择方法

2.2.1以综合力学性能为主时的选材

在机器制造业中，相当的机械零件，如轴类，杆类。工作时受到不同程度的载荷和工作环境的制约，要求零件具有较高的强度和良好的塑性。因此根据零件的受力情况的大小，选用中碳钢或者合金钢材料（如45号钢、40Cr钢等），并进行正火或者调质处理满足使用需求。零件受力越大，零件选用的材料的综合力学性能也应越高。

2.2.2以疲劳强度为主时的选材

交变载荷作用下的零件容易出现疲劳破坏，同时应力集中也是导致零件疲劳破坏的重要零件，如发动机的曲轴、轴承、齿轮等零件，应选用疲劳强度高的材料制作，并合理设计结构形状，制定正确的加工工艺来减少应力集中。

2.2.3以磨损为主时的选材

在工作条件下，磨损较大，受力小的零件，如各种量具，钻套等，选用高碳钢或者高碳合金钢，进行淬火，低温回火来获得高硬度的回火马氏体组织，满足耐磨需求，同时承受磨损和交变应力的零件，应选合适表面淬火、渗碳或者氮化后的钢材进行热处理。

表1钢材料

分类名称牌号应用举例说明

Q215A B 金属结构件、拉杆、套圈、铆钉、短轴、心轴、

凸轮、垫圈，渗碳零件及焊接件等。

“Q”为碳素结构钢屈服点“屈”

字的首位拼音字数，后面的数

字表示屈服点数值，如Q235A

表示碳素结构钢屈服点为

Q235A B 金属结构件，心部强度要求不高的渗碳零件，吊钩、拉杆、套圈、汽缸、齿轮、螺栓、螺母、连

碳素结构钢 C

D 杆、轮轴、偰、盖及焊接件。235Mpa。屈服点是表征材料

受力后改变与未改变原有力

学性能的临界点。

Q275 轴、刹车杆、螺栓、螺母、连杆、齿轮以及其他强度较高的零件。

优质碳素结

构钢

08F

可塑性好的零件，如管子、垫片、渗碳件、、拉

杆、卡头、紧固件、冲模锻件、轴套、钩、螺钉、

连接器、连杆、横梁、摇杆、键、销、螺栓齿轮、

齿条、凸轮、曲柄轴齿轮、联轴器、衬套、轮轴、

偏心轮、轮圈、弹簧等。

牌号中的两位数字表示平均

含碳量，45号钢即表示平均含

碳量为0.45%，平均含碳量≤

0.25%的为低碳钢；平均含碳

量在0.25%～0.6%之间的为中

碳钢;含碳量质量分数大于

0.6%的为高碳钢；在牌号后面

加符号“F”表示沸腾钢。

30Mn

40Mn

50Mn

螺栓、杠杆、制动板、用于承受疲劳载荷零件：

轴、曲轴、万向联轴器、用于高负荷下耐磨的热

处理零件，如齿轮、发条等。

锰的质量分数较高的钢，须加

注化学元素符号“Mn”。

合金结构钢铬

钢

15Cr

20 Cr

30 Cr

40 Cr

渗碳齿轮、凸轮、活塞销、离合器、较重要的渗

碳零件的重要的调质零件（如轮轴、齿轮、螺栓）

较重要的调质零件（如齿轮、进气阀、轴、）强

度及耐磨性高的轴、齿轮、螺栓等。

钢中加入了一定的合金元素，

提高了钢的力学性能和耐磨

性，也提高了钢在热处理时的

淬透性，保证金属能在较大截

面上获得良好的力学性能。铬

锰

钛

钢

18CrMn

30CrMn

40CrMn

汽车上的重要渗碳件，如齿轮汽车、拖拉机上强

度特高的渗碳齿轮强度高、耐磨性高的大齿轮、

主轴。

铸造碳钢ZG230-4

ZG310-5

铸造平坦的零件，如机座、机盖、机体、工作温

度在450℃下的管路附件等，各种形状的机件，

如齿轮、齿圈、重负荷机架。

ZG230-450表示工程用铸钢，

屈服点为230MPa抗拉强度

450Mpa。

表2 灰铸铁材料

名称牌号特性和用途说明

灰铸铁HT100

外罩，手把，手轮，底板等形状简单，对强度无要求的零

件，铸造应力小，不用人工时效处理，减震性优良，铸造

性能好。

HT”为“灰铁”的汉语拼

音的首位字母，后面的数

字表示抗压强度（Mpa）,

如HT250表示抗拉强度

为250N/m㎡的灰铸铁。HT150

用于强度要求不高的一般铸件，如端盖、轴承座、阀壳、

管子及管路附件，手轮。不用人工时效处理，减震性优良，

铸造性能好。

HT200

用于强度、耐磨性要求较高的零件，如汽缸、齿轮、底架、

机体、飞轮、齿条。有较好的耐热性和减震性，铸造性较

好，需进行人工时效处理。

HT250 基本性能同HT200，但强度较高，用于阀壳、汽缸、联轴

体、机体、齿轮、齿轮箱外壳、轴承座。

表3 零件材料匹配表

零件名称材料

泵体Zl106

前盖Qt450

主动齿轮20CrMnTi

从动齿轮20CrMnTi

侧板双金属材料

防护帽硬聚氯乙烯

综上所述及从表1、表2中我们可以看出，轮轴类零件应选择高强度耐磨材料，因此可选择45号钢作为材料。而压紧螺母、填料压盖及垫圈可选择不耐磨的心部强度要求不高的材料Q235。由于泵体于泵盖只起到了固定其他零件及容纳液体的作用，因此使用HT200灰铸铁比较合适。所以做出以上表3中各齿轮油泵零部件的材料的选择。

3产品重要零件AutoCAD绘图

3.1绘制主动齿轮零件图

启动AutoCAD2007，新建一个绘图文件，设置图限为（420,300），作满屏设置。设置绘图辅助工具，打开对象捕捉，正交模式和对象追踪[6]功能。

3.1.1创建齿轮图块

图4是绘制好的齿轮零件图，在该零件图中设置装配图中需要的图形文件—齿轮的主视图图块[7]。在命令中直接输入WBLOCK命令，打开“写块”对话框，保存所选“齿轮”对象。

图4齿轮零件图

3.1.2创建主动轴图块

如图2所示，绘制完主动轴后，创建为“主动轴”图块，主动轴图块如图5所示。

图5主动轴图块

外啮合齿轮泵是中高压齿轮泵，所以材料强度要求较高，根据资料选择齿轮材料20CrMnTi渗碳钢，正火处理齿面硬度230HBS ，同时选取7 级精度，碳氮共渗，渗碳层0.6～0.8，表面淬火硬度58～64HRC，心部硬度34～47HRC，而磨齿后需要进行同探伤检测。

3.1.3绘制图框

单击“绘图”工具栏中的“矩形”，按国家标准绘制A2横向图框。插入齿轮图块[8]和主动轴并进行修改，主动零件图如图6所示。

图6主动齿轮零件图

主动齿轮轴是轴类零件，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、

空心轴和曲轴等，本设计产品中的轴属于阶梯轴。

主动轴的结构设计是确定主动轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由主动轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，主动轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对主动轴的变形等因素有关。

可根据主动轴的具体要求进行设计，以下是一般轴类零件结构设计原则：

（1）节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面。

（2）易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整。

（3）采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施。

3.2表面粗糙度的选定

表面粗糙度是表征零件表面在加工后形成的由较小间距的峰谷组成的微观几何形状特征的。表面粗糙度越小，则表面越光滑[9]。表面粗糙度参数值的大小对零件的使用性能和寿命都有直接影响。根据表4，主动轴于泵体泵盖配合的表面精度要求较高，表面粗糙度选用Ra1.6,与圆柱销配合表面的粗糙度选Ra3.2。

表4 表面粗糙度

表面粗糙度Ra∕ m 表面形状特

征

加工方法应用举例

12.5 可加加工痕

迹车、刨、镗、钻、

平铣、磨

半精加工表面。不重要零件的非配合表面，如支柱、轴、

支架、外壳、紧固件的自由表面。不要求定心及配合特

性的表面如钻头钻的螺栓孔等表面固定支承表面。

6.3 微见加工痕

迹

车、刨、镗、钻、

平铣、磨、拉

半精加工表面。和其他零件连接而不是配合表面，如外

壳、底座盖、端面，要求有定心及配合特性的固定支承

表面，如定心的轴肩。不重要的紧固螺纹的表面。

3.2 看不见的加

工痕迹

车、刨、镗、钻、

平铣、磨、拉、

滚压、

接近于精加工、要求定心要求有定心及配合特性的固定

支承表面，如衬套、轴套。不要求定心及配合特性的活

动支承表面，如活动关节、花键结合等。

1.6 可辨加工痕

迹的方向车、镗、拉、磨、

立、铣、铰、刮

要求保证定心及配合特性的表面，如锥形销和圆柱销的

表面、普通与6级精度的球轴承的配合面、中速转动的

轴承、静连接IT7公差等级的孔，不要求保证定心及配

合特性的固定支承表面，如支承热圈、齿套叉形件。

3.3公差与配合的选择

3.3.1配合制的确定

配合是表述两个零件间接触紧密程度的相关术语，通常用来表征孔和轴之间的相互结合关系。孔和轴之间的配合有三种情况：间隙配合、过盈配合、和过渡配合。通过对千斤顶的结构研究可知，螺套和底座之间存在着配合关系，其他零件间不存在配合关系。

螺套与底座之间的配合可依据一下因素来选择：两零件之间不存在相对运动；两零件是维修时必须拆卸的零件；两零件用螺钉固定。若采用间隙配合，千斤顶在工作时会使螺套与底座间的相对运动，容易使零件因磨损和受力不均而产生机械损伤，影响使用寿命；若采用过盈配合，拆卸和装备都比较困难。因此，采用过渡配合。

3.3.2基准制的选择

选择基准制时，应从结构、工艺、经济等方面来综合考虑。

国标规定了两种基准制：

（1）基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度成为基孔制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将孔的公差带的位置固定，通过变动轴的公差带位置，得到各种不同的配合。基孔制的孔称为基准孔。国家标准规定基准孔的下偏差为0，“H”为基准孔的基本偏差。

（2）基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带构成各种配合的一种制度称为基轴制。这种制度在同一基本尺寸的配合中，是将轴的公差带位置固定，通过变动孔的公差带位置，得到各种不同的配合基轴制的轴称为基准轴。国家标准规定基准轴的上偏差为0，“h”为基轴制的基本偏差。

3.3.3公差等级选择

零件加工时的允许偏差由国家标准GB/T180规定，称为尺寸公差或差。公差等级选择的原则是在满足使用要求的前提下，尽量选用低公差等级，以利于加工和降低成本。公差等级可采用类比法选择或者计算法确定。

齿轮油泵不属于精密零件，属于一般性的机械设备，两零件的配合属于一般精密配合，公差等级可考虑IT6～IT7，鉴于IT6的加工要求较高，通常不能用车床加工完成，加工成本较高，故应选用IT7。当零件尺寸为50～80mm时，公差等级为IT7时，标准公差为30 m。

3.3.4配合选择

我们已经选定为过渡配合，基孔制。

故初步选定配合为H7/k6。

3.3.5验算

H7的公差范围为0～+30，k6的公差范围为+21～+2。

由此可得出一下结果。

最大过盈：+21 (0+21=21)<30 最小过盈：+2 (0+2+2)

最大间隙：+28 (30-2=28)<30 最小间隙：+9 (30-21=9)

结论：H7k6的选择是符合要求的。

3.3.6主动轴零件的工艺结构分析

（1）零件的结构工艺性，是指零件所具有的结构是否便于制造，装配和拆卸。它是评价零件结构设计优劣的重要指标。

零件应尽量避免尖角、棱角、零件的尖角、棱角处容易产生过热、应力集中，导致裂纹产生。在设计零件时应将其设计为圆角或倒角。

（2）零件截面厚度应力求均匀，零件截面尺寸差别较大时，容易造成冷却速度和组织转变不一致，产生很大的应力，导致较大的变形或开裂。设计零件结构时，尽量使其各部分厚度均匀一致，如变盲孔为通孔，厚大部位应尽量减薄，在大截面处开工艺孔，合理安排零件上孔洞位置。如图34中Φ4的通孔。

（3）零件的形状应尽量对称和封闭。零件的几何形状不对称易造成淬火时冷却速度不同，应力分布不均匀而产生变形，因此应将零件形状对称设计。

3.4零件的热处理

金属零件的热处理主要指钢的热处理。钢的热处理是将固态钢加热到一定温度，保温一定时间，再将介质中以一定的速度冷却的一种工艺过程。与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。钢经过热处理后，可以改善其机械性能、力学性能及工艺性能，提高零件的使用寿命。

热处理方法很多，常用的有：退火、正火、淬火、回火、调质等。

3.4.1退火

是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，为进一步淬火作组织准备。

3.4.2正火

是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

3.4.3淬火

是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。

3.4.4回火

为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650摄氏度的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却。

3.4.5调质

调质就是淬火加高温回火，硬度在HBS210～250左右，改善力学性能,可以承受较大载荷。

轴类材料与热处理选择必须考虑受力大小、轴承类型和主轴形状及可能引起的热处理缺陷[11]。可用45、45Cr,调质,HB220-250,50Mn,正火或调质HRC28-35。主动轴的热处理选用调质HB220～240C，可以使主动轴获得高的韧性和足够的强度来满足工作需要。

4齿轮泵零件图

图7泵体零件

泵体零件图如图7所示。从动齿轮零件图见附录图10，侧板零件图见附录图11，矩形密封圈零件图见附录图12，后盖零件图见附录图13，后盖总成图见附录图14，前盖零件图见附录图15，前盖总成见附录图16，支撑圈零件图见附录图17，齿轮泵总成图见附录图18。

5总结

此时此刻，毕业的脚步已悄然而至。毕业论文是本科学习阶段非常难得的理论与实际相结合的机会。通过这次谨慎而细致地对外啮合齿轮泵进行设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，与实际相结合，锻炼了我综合运用知识的能力，同时也提高了我查阅文献资料，设计手册以及电脑绘图等其他专业的水平。而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都是我的能力得到锻炼，经验得到丰富，并且意志品质力得到了不同程度的提升。

我此次设计的是外啮合齿轮泵，开始拿到这个题目，无从下手，在老师的指导下，我找到相关资料，对齿轮泵有整体认识，根据其工作原理再慢慢缕清设计思路。感谢老师的殷切指导，在此绘图期间，对CAD的熟练程度有了一定的提高，不仅掌握了块的插入还掌握了各种CAD的绘制标准，这对我以后的工作具有十分重要的意义。

这次毕业设计让我受益匪浅，真正领略“实践是检验真理的唯一标准”的真谛。

参考文献：

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[10] 常昊.齿轮泵的加工工艺与工装设计[J].机械设计,2010.5～6

齿轮泵的特点是

齿轮泵的特点是：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便等。其缺点是：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变等。内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比，主要有体积小，流量脉动小，噪声小等优点，但加工困难，使用受到限制。这里啮合点处的齿面接触线一直起着分隔高、低压腔的作用，因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构。 1、外啮合齿轮泵的流量排量：V=πDhB=2πm2zB 实际上齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，所以通常取3.33，则有：V=6.66zm2B 流量：q=Vnηv=6.66zm2Bnηv 以上计算的是外啮合齿轮泵的平均流量。特点： 1)齿轮泵的平均流量与齿数成正比，而与模数的平方成比例。 2)齿轮泵的流量与齿宽成正比，但齿宽的增大受齿轮所受液压径向力增加的限制，一般取齿宽B＝（6～10）m，高压时取小值。 3)提高转速可以提高泵的流量，但受泵吸入性能的限制。齿轮泵的转速一般在1000～1500r/min。 4)另外，在容积式液压泵中，齿轮泵的流量脉动最大。２、齿轮泵的困油现象及卸荷 ★困油现象的危害：使闭死容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，同时产生功率损失及液体发热等不良现象；溶解于液体中的空气便析出产生气泡，产生气蚀现象，引起振动和噪声。 ★消除困油现象：在齿轮泵的侧板上或浮动轴套上开卸荷槽。非对称式，必须保证在任何时候都不能使吸油腔与压油腔相互串通；这样的齿轮泵不能反转。３、齿轮泵的泄漏及补偿措施

齿轮泵存在着三个产生泄漏的部位：齿轮端面和端盖间；齿顶和壳体内孔间以及齿轮的啮合处。其中齿轮端面和端盖间泄漏量最大，占总泄漏量的75～80％。 4、提高外啮合齿轮泵压力的措施端面间隙自动补偿原理：利用特制的通道把齿轮泵内压油腔的压力油引到浮动轴套的外侧，作用在一定形状和大小的面积上，产生液压作用力，使轴套压向齿轮端面，这个力必须大于齿轮端面作用在轴套内侧的作用力，才能保证在各种压力下，轴套始终自动贴紧齿轮端面，减小齿轮泵内通过端面的泄漏，达到提高压力的目的。 5、径向不平衡力 ★危害：径向不平衡力很大时能使轴弯曲，齿顶与壳体接触，同时加速轴承的磨损，降低轴承的寿命。 ★措施：为了减小径向不平衡力的影响，通常采取减小压油口的办法。减少齿轮的齿数，这样减小了齿顶圆直径，承压面积减小。适当增大径向间隙。 6、内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵两种。摆线齿轮泵又称为转子泵，两齿轮相差一个齿。

齿轮泵常见问题分析

遇事询问：班次、何人、数量、那几台机床、目前状况。齿轮泵提高容积效率的方法增加容积效率对于齿轮泵而言就是增大供油量与内泄的比例。方法有两方面。1 增大流量2减小内泄。具体方法有 1增大模数、减少齿数、增加转速、使卸荷槽适当偏向排油一侧。 2压力较高时用间隙补偿结构就是加浮动侧板、提高加工精度主要是减小齿轮端面跳动。液压齿轮泵扭矩大是哪的原因? 齿轮中心距偏小，或者配合面粗糙度不高，配合尺寸偏紧。齿轮泵容积效率增加容积效率对于齿轮泵而言就是增大供油量与内泄的比例。方法有两方面。1 增大流量 2减小内泄。具体方法有 1增大模数、减少齿数、增加转速、使卸荷槽适当偏向排油一侧。 2压力较高时用间隙补偿结构就是加浮动侧板、提高加工精度主要是减小齿轮端面跳动。工艺改进齿轮泵效率容积和性能的讨论文章热度：105 齿轮泵容积效率较低，主要是端面泄漏较大，约占总泄漏量的70～80％．所以，提高齿轮泵的端盖和壳体之间的配合精度，提高泵的容积效率和性能是技术人员努力的方向。齿轮泵端面和壳体的加工基本上是定位销来保证其加工和配合精度。但是由于定位销孔的孔径尺寸较小，仅为φ8mm，而且加工精度、内表面粗糙度等要求较高，我们以前经过多方努力，

采用各种加工方法，质量仍难以保证，对此，我们进行了一定的研究，改进了加工和装配工艺，取得了一定的效果。齿轮泵端盖与壳体配合误差对泵的性能和效率的影响主动齿轮回转轴线与前盖定位止口同轴度误差大，齿轮旋转阻力大，甚至卡死，造成泵的机械性能大大下降。零件的动配合不好，磨损加快，缩短了齿轮泵的使用寿命，并且浮动轴套轴向移动阻力较大，使齿轮泵端面与轴套之间的间隙不能及时消除，甚至不能移动，导致齿轮泵容积效率下降。另外，由于主动轮轴与传动轴受其自身同轴度的影响，加大了泵的振动和噪声。定位销孔加工工艺比较及试验一、定位销加工工艺比较 (1)采用钻、铰(钻模)工艺，虽然保证了2-φ8mm孔径尺寸精度和内径表面粗糙度，但销孔孔距误差大，而且不太稳定。 (2)采用钻、成型(模具挤压)工艺，虽然保证了两销孔加工精度、孔径精度，并且稳定可靠，但是又带来销孔表面粗糙、部分孔径不圆度增大的问题。 (3)在两个+13mm紧固螺钉孔口部添置套管销，去掉原来2-φ8mm销孔，采用钻、铰、镗工艺，保证了各方面的精度，但是工艺复杂，成本较高。针对以上情况，我们进行了分析研究，认为解决定位销问题是关键所在，改进加工工艺是解决问题的路子。二、对比试验分析我们采用一个定位销和主动轮轴作为定位加工、装配，去掉另一个定位销，然后再随机抽取六台齿轮泵分三组按不同的组装方式在齿轮泵全性能试验台上做性能试验，检测它们在试验前和试验后主动轮轴线与前盖定位止口同轴度的误差变化，从而选取最佳方案。具体情况如表1。从表1上对比情况可见，第三种方法径向跳动变化最小，证明采用这种工艺方案是成功可行的。为了提高齿轮泵的装配精度，我们又专门设计制造了以主动齿轮轴为基准的定位夹具，在装配时利用该夹具将前盖位置精确地控制后，再拧紧四只紧固螺钉。 4结束语实践证明，采用新的工艺以后，较好地解决齿轮泵的端盖和壳体之间的配合及加工问题，保证了泵的各项技术指标，提高了泵的容积效率和机械性能，取得了较为满意的效果，并且较为经济实用。油泵常见故障排除方法

齿轮泵工作原理及结构

齿轮泵工作原理及结构齿轮泵齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。下面以外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵。液压齿轮泵主要包括：高压定量齿轮泵，高压双联齿轮泵，润滑泵，化工泵，双向齿轮马达，齿轮泵附调压阀，齿轮泵附升降阀。齿轮泵的工作原理和结构齿轮泵的工作原理如图3-3所示，它是分离三片式结构，三片是指泵盖4，8和泵体7，泵体7内装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相啮合的齿轮6，这对齿轮与两端盖和泵体形成一密封腔，并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔和压油腔。两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承的主动轴12和从动轴15上，主动轴由电动机带动旋转。图3-3 外啮合型齿轮泵工作原理 CB—B齿轮泵的结构如图3-4所示，当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时，轮齿脱开啮合的一侧，由于密封容积变大则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，

这就是齿轮泵的工作原理。泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位，用6只螺钉固紧如图3-3。为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄露最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙（轴向间隙），对小流量泵轴向间隙为 0.025~0.04mm，大流量泵为0.04~0.06mm。齿顶和泵体内表面间的间隙（径向间隙），由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反，故对泄露的影响较小，这里要考虑的问题是：当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取0.13~0.16mm。为了防止压力油从泵体和泵盖间泄露到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体和泵盖间的压力油引入吸油腔。在泵盖和从动轴上的小孔，其作用将泄露到轴承端部的压力油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。图3-4 CB—B齿轮泵的结构 1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销齿轮泵存在的问题 1、齿轮泵的困油问题齿轮泵要能连续地供油,就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1,也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时,另一对齿轮已进入啮合,这样,就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间,在两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一个封闭容积,一部分油液也就被困在这一封闭容积中〔见图3-5(a)〕,齿轮连续旋转时,这一封闭容积便逐渐减小,到两啮合点处于节点两侧的对称位置时〔见图 3-5(b) 〕,封闭容积为最小,齿轮再继续转动时,封闭容积又逐渐增大,直到图3-5(c)所示位置时,容积又变为最大。在封闭容积减小时,被困油液受到挤压,压力急剧上升,使轴承上突然受到很大的冲击载荷,使泵剧烈振动,这时高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出,造成功率损失,使油液发热等。当封闭容积增大时,由于没有油液补充,因此形成局部真空,使原来溶解于油液中的空气分离出来,形成了气泡,油液中产生气泡后,会引起噪声、气蚀等一系列恶果。以上情况就是齿轮泵的困油现象。这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命。

偶数齿平面式复合齿轮泵的流量特性分析与仿真

泵是液压传动和控制系统中的动力元件，是整个传动系统中介质的供给装置．齿轮泵因其在流量相同的各类泵中组成零件少，工艺性好，结构简单、紧凑，对杂质的敏感性不高，重量轻，自吸力强（真空度高），转速范围大，工作可靠，对工作条件的适应范围较广，因而在机械、建筑、轻工、农、林、船舶等行业的液压系统中都得到了广泛的应用．但是，传统的只有一对主、从动齿轮的外啮合齿轮泵，存在着流量脉动率大和径向力不平衡等缺点，导致齿轮轴和轴承承受较大的偏载，加剧了磨损，缩短了使用寿命，也降低了泵的工作可靠性［１］．具有２个子泵结构的平面式复合齿轮泵，在结构上由主动齿轮（中心轮）和两个对称并联布置的从动齿轮、泵体、左右端盖及配流盘等组成．当电动机驱动主动齿轮旋转，并与两个从动齿轮同时啮合时，主动齿轮和每一个从动齿轮都形成了一个单独的外啮合齿轮泵（以下简称子泵），每个子泵的工作原理和普通外啮合齿轮泵相同［２］．这种具有两个子泵的复合齿轮泵保留了普通齿轮泵结构简单等优点，同时又避免了普通齿轮泵的缺陷，有很好的应用前景．本文现就其流量特性进行分析．1 排量和流量流量脉动大是普通外啮合齿轮泵的一大缺点，它不仅会造成工作机构运动速度的不平稳，还会产生很大的压力脉动及噪声，影响到其它元件的寿命．对于标准齿轮，单个齿轮泵的几何排量为主动轮的齿牙体积和齿谷容积之和．对于单个子泵，中心轮转一转时，几何排量为［３］．由结构原理可知，复合泵的几何排量、平均流量和瞬时流量的计算方法与普通齿轮泵相同，只需在普通齿轮泵相应的计算公式前乘以系数２，则复合齿轮泵的几何排量为ｑ＝２×２πｍ２Ｚ１Ｂ（１）式中：Ｚ１为中心轮齿数；Ｂ为中心齿轮齿宽；ｍ为模数．则平均理论流量Ｑｔ为Ｑｔ＝ｎ１ｑ＝４πｍ２Ｚ１Ｂｎ１＝４πｍ２Ｚ２Ｂｎ２（２）式中：Ｚ２为从动轮齿数；ｎ１为中心齿轮转速；ｎ２为从动轮转速．实际输出流量ＱＢ为ＱＢ＝Ｑηｖ＝４πｍ２ＢＺ１ｎ１ηｖ（３）式中：ηｖ为复合齿轮泵容积效率2 流量特性流量特性即瞬态流量的脉动性或不均匀性，是评价液压泵品质优劣的重要指标之一．流量特性较差的泵使液压系统产生强烈振动和噪声，对环境产生噪声污染，有背可持续发展的要求和以人为本的科学发展观．当流体脉动频率接近或等于液压系统固有频率时，将产生共振，造成安全隐患．尽管液压系统的噪声有多方面的原因，但液压泵是液压系统的重要噪声源为工程界和学术界所公认．普通外齿轮泵流量脉动较大且噪声也较大，那么由两个子泵复合而成的复合齿轮液压泵的流Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．２０１２赤峰学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｆｅｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）第２８卷第１０期（下）２０１２年１０月偶数齿平面式复合齿轮泵的流量特性分析与仿真王显彬（福建船政交通职业学院机械工程系，福建福州３５０００７）摘要：本文介绍了偶数齿的平面式复合齿轮泵的结构原理，对平面式复合齿轮泵的流量特性进行了理论分析和仿真研究，得到了如下结论：与普通外啮合齿轮泵相比，齿数相同时，复合齿轮泵的排量、平均流量和瞬时流量均增加了一倍，而体积未增加一倍．因此，复合齿轮泵具有较高的功率密度．关键词：齿轮泵；复合；流量特性；仿真分析中图分类号：ＴＨ３２５文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－２６０Ｘ（２０１２）１０－０１０１－０３基金项目：院科教研发展基金（0190060135）１０１－－

CB-B16型外啮合齿轮泵齿轮副参数设计及其绘制(唐柑培)详解

机械原理综合实训课程设计计算说明书设计题目: 外啮合齿轮泵的设计班级: 2013 级材料一班班学号：201310112113 学生: 唐柑培指导教师: 李玉龙起止日期: 2015 年 5 月11 日至 2015 年5月22 日

成都学院（成都大学）机械工程学院【机械原理】综合实训课程任务书

目录一、外啮合齿轮泵工作原理············ 二、电机型号以及减速装置的选型········ 三、齿轮副参数的确定·············· 四、齿轮绘制················· 五、设计小结················· 六、参考文献················

一、外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵简介图 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，

齿轮泵工作原理和结构

齿轮泵工作原理以及结构齿轮泵齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。下面以外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵。液压齿轮泵主要包括：高压定量齿轮泵，高压双联齿轮泵，润滑泵，化工泵，双向齿轮马达，齿轮泵附调压阀，齿轮泵附升降阀。齿轮泵的工作原理和结构齿轮泵的工作原理如图3-3所示，它是分离三片式结构，三片是指泵盖4，8和泵体7，泵体7内装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相啮合的齿轮6，这对齿轮与两端盖和泵体形成一密封腔，并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔和压油腔。两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承的主动轴12和从动轴15上，主动轴由电动机带动旋转。图3-3 外啮合型齿轮泵工作原理 CB—B齿轮泵的结构如图3-4所示，当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这时轮齿

进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时，轮齿脱开啮合的一侧，由于密封容积变大则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位，用6只螺钉固紧如图3-3。为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄露最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙（轴向间隙），对小流量泵轴向间隙为 0.025~0.04mm，大流量泵为0.04~0.06mm。齿顶和泵体内表面间的间隙（径向间隙），由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反，故对泄露的影响较小，这里要考虑的问题是：当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取0.13~0.16mm。为了防止压力油从泵体和泵盖间泄露到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体和泵盖间的压力油引入吸油腔。在泵盖和从动轴上的小孔，其作用将泄露到轴承端部的压力油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。图3-4 CB—B齿轮泵的结构 1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销齿轮泵存在的问题 1、齿轮泵的困油问题齿轮泵要能连续地供油,就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1,也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时,另一对齿轮已进入啮合,这样,就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间,在两对

液压与气压传动复习答案

?液压与气压传动?复习题（2012）考试题型一．选择题（15分，每题1分）二．填空题（15分，每空1分）三．简答题（15分）四．设计题（10分）五．分析题（10分）六．计算题（20分）七．设计气动行程程序，画出X-D线图，写出双控执行信号逻辑表达式（15分）绪论一选择 1. 液压传动的特征之一是：工作压力取决于 C 。 A.力矩 B.功率 C 外负载 D. 流量 2. 液压与气压传动的特征之一是：执行元件的运动速度的大小取决于 A 。 A.流量 B.压力 C 粘度 D. 可压缩性 3. 液压与气压传动中的两个最基本的参数是压力和 D 。 A.密度 B. 粘度C可压缩性 D. 流量 4. 在液压与气压传动中，与外负载力相对应的流体参数是 B 。 A.流体流量 B.流体压力 C 流体粘度 D. 流体可压缩性二填空 1．气动系统以压缩空气作为工作介质。 2．气压传动是以压缩空气为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。三简答 1．试举例说明液压系统的组成。答:液压系统通常由以下五个部分组成： 1．动力装置如液压泵。 2．执行机构如液压缸和液压马达。 3．控制调节装置如方向控制阀、流量控制阀和压力控制阀， 4．辅助装置如油箱、滤油器、管件、密封件、加热器、冷却器、压力表等等。 5．工作介质如液压油。 2．液压系统中执行元件的作用是什么？它们可以实现哪些运动形式？答: 液压系统的执行机构包括液压缸和液压马达，它们的作用分别是把液体的压力能转换成直线运动形式的机械能和旋转形式的机械能。实现的运动形式为：液压缸——直线运动、摆动形式；液压马达——旋转形式第一章液压流体动力学基础一填空

齿轮泵工作原理及结构

齿轮泵工作原理及结构标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

容积减小则不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位，用6只螺钉固紧如图3-3。为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄露最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙（轴向间隙），对小流量泵轴向间隙为~，大流量泵为~。齿顶和泵体内表面间的间隙（径向间隙），由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反，故对泄露的影响较小，这里要考虑的问题是：当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取~。为了防止压力油从泵体和泵盖间泄露到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体和泵盖间的压力油引入吸油腔。在泵盖和从动轴上的小孔，其作用将泄露到轴承端部的压力油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。图3-4 CB—B齿轮泵的结构 1-轴承外环 2-堵头 3-滚子 4-后泵盖 5-键 6-齿轮 7-泵体8-前泵盖 9-螺钉 10-压环 11-密封环 12-主动轴 13-键 14-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销齿轮泵存在的问题 1、齿轮泵的困油问题齿轮泵要能连续地供油,就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1,也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时,另一对齿轮已进入啮合,这样,就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间,在两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一个封闭容积,一部分油液也就被困在这一封闭容积中〔见图3-5(a)〕,齿轮连续旋转时,这一封闭容积便逐渐减小,到两啮合点处于节点两侧的对称位置时〔见图3-5(b)〕,封闭容积为最小,齿轮再继续转动时,封闭容积又逐渐增大,直到图3-5(c)所示位置时,容积又变为最大。在封闭容积减小时,被困油液受到挤压,压力急剧上升,使轴承上突然受到很大的冲击载荷,使泵剧烈振动,这时高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出,造成功率损失,使油液发热等。当封闭容积增大时,由于没有油液补充,因此形成局部真空,使原来溶解于油液中的空气分离出来,形成了气泡,油液中产生气泡后,会引起噪声、气蚀等一系列恶果。以上情况就是齿轮泵的困油现象。这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命。

齿轮泵设计说明书

% 武汉科技大学本科毕业设计（论文） · 题目：中高压外啮合齿轮泵设计姓名：专业：学号：指导教师：【武汉科技大学机械工程学院二0一三年五月

目录摘要.................................................................. I Abstract.......................................................................... II 1绪论. (1) 研发背景及意义 (1) 齿轮泵的工作原理 (2) 齿轮泵的结构特点 (3) 外啮合齿轮泵基本设计思路及关键技术 (3) 2 外啮合齿轮泵设计 (5) 齿轮的设计计算 (5) 轴的设计与校核 (7) 齿轮泵的径向力 (7) 减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 (8) 轴的设计与校核 (8) 卸荷槽尺寸设计计算 (11) 困油现象的产生及危害 (11) 消除困油危害的方法 (13) 卸荷槽尺寸计算 (15) 进、出油口尺寸设计 (17) 选轴承 (17) 键的选择与校核 (17) 连接螺栓的选择与校核 (18) 泵体壁厚的选择与校核 (18) 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (22)

摘要外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，且均存在泄漏现象、困油现象以及噪声和振动。减小外啮合齿轮泵的径向力是研究外啮合齿轮泵的一大课题，为减小径向力中高压外啮合齿轮泵多采用的是变位齿轮，并且对轴和轴承的要求较高。为解决泄漏问题，低压外啮合齿轮泵可采用提高加工精度等方法解决，而对于中高压外啮合齿轮泵则需要采取加浮动轴套或弹性侧板的方法解决。困油现象引起齿轮泵强烈的振动和噪声还大大所短外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。关键词：外啮合齿轮泵，变位齿轮，浮动轴套，困油现象，卸荷槽（此毕业设计获得2013届优秀毕业设计荣誉，共有5张零件图，1张装配图，并且有开题报告、外文翻译、答辩稿，答辩ppt，保证让你的毕业设计顺利过关！先找份好的工作，不再为毕业设计而发愁！！！有需要零件图和装配图的同学请联系）

齿轮泵设计说明书

文档仅供参考武汉科技大学本科毕业设计（论文）题目：中高压外啮合齿轮泵设计姓名：专业：学号：指导教师：武汉科技大学机械工程学院二0一三年五月

目录摘要 (3) Abstract..........................................................................................................II 1绪论 (1) 1.1 研发背景及意义 (1) 1.2齿轮泵的工作原理 (2) 1.3 齿轮泵的结构特点 (4) 1.4外啮合齿轮泵基本设计思路及关键技术 (5) 2 外啮合齿轮泵设计 (5) 2.1 齿轮的设计计算 (5) 2.2 轴的设计与校核 (7) 2.2.1．齿轮泵的径向力 (7) 2.2.2减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 (9) 2.2.3 轴的设计与校核 (10) 2.3 卸荷槽尺寸设计计算 (13) 2.3.1 困油现象的产生及危害 (13) 2.3.2 消除困油危害的方法 (15) 2.3.3 卸荷槽尺寸计算 (19) 2.4 进、出油口尺寸设计 (20) 2.5 选轴承 (20) 2.6 键的选择与校核 (21)

2.7 连接螺栓的选择与校核 (21) 2.8 泵体壁厚的选择与校核 (22) 总结 (23) 致谢 (24) 参考文献 (26) 摘要外啮合齿轮泵是一种常见的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，且均存在泄漏现象、困油现象以及噪声和振动。减小外啮合齿轮泵的径向力是研究外啮合齿轮泵的一大课题，为减小径向力中高压外啮合齿轮泵多采用的是变位齿轮，而且对轴和轴承的要求较高。为解决泄漏问题，低压外啮合齿轮泵可采用提高加工精度等方法解决，而对于中高压外啮合齿轮泵则需要采取加浮动轴套或弹性侧板的方法解决。困油现象引起齿轮泵强烈的振动和噪声还大大所短外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。关键词：外啮合齿轮泵，变位齿轮，浮动轴套，困油现象，卸荷槽（此毕业设计获得优秀毕业设计荣誉，共有5张零件图，1张装配图，而且有开题报告、外文翻译、答辩稿，答辩ppt，保证让你的毕业设计顺利过关！先找份好的工作，不再为毕业设计而发愁！！！有需要零件

外啮合齿轮泵的结构及工作原理

齿轮泵是一种常用的液压泵，它的主要特点是结构简单，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，农林机械等各个行业。齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两种，其中外啮合齿轮泵应用较广，而内啮合齿轮泵(Internal Gear Pump)则多为辅助泵，下面分别介绍。外啮合齿轮泵的结构及工作原理Operation of the External Gear Pump 外啮合齿轮泵的工作原理和结构如图所示。泵主要由主、从动齿轮，驱动轴，泵体及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(Housing);2.主动齿轮(Driver Gear);3-从动齿轮(Driven Gear) 泵体内相互啮合的主、从动齿轮2和3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，当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封工作腔容积不断增大，形成部分真空，油液在大气压力作用下从油箱经吸油管进入吸油腔，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，使密封工作腔容积减小，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。在齿轮泵的啮合过程中，啮合点沿啮合线，把吸油区和压油区分开。齿轮泵的结构特点Construction Character of Gear Pumps

如图所示，齿轮泵因受其自身结构的影响，在结构性能上其有以下特征。图2.4 齿轮泵的结构 1-壳体(Housing);2.主动齿轮(Driver Gear);3-从动齿轮(Driven Gear);4-前端盖(Front Cover);5-后端盖 (Back Cover); 6-浮动轴套(Floating Shaft Sleeve);7-压力盖(Pressure Cover) 困油的现象Trapping of Oil 齿轮泵要平稳地工作，齿轮啮合时的重叠系数必须大于1，即至少有一对以上的轮齿同时啮合，因此，在工作过程中，就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，如图所示，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化。图(a)到(b)，密封容积逐渐减小；图(b)到(c)，密封容积逐渐增大；图（c）到（d）密封容积又会减小，如此产生了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，这就是齿轮泵的困油现象。困油现象使齿轮泵产生强烈的噪声，并引起振动和汽蚀，同时降低泵的容积效率，影响工作的平稳性和使用寿命。消除困油的方法，通常是在两端盖板上开卸槽，见图2.5（d）中的虚线方框。当封闭容积减小时，通过右边的卸菏槽与压油腔相通，而封闭容积增大时，通过左边的卸荷槽与吸油腔通，两卸荷糟的间距必须确保在任何时候都不使吸、排油相通。

1、外啮合齿轮泵振动和噪声

外啮合齿轮泵振动和噪声研究液压技术发展的趋势为高压、大流量、小型化和集成化,而振动和噪声是液压技术向高压、高速发展的主要障碍。实际调查发现,在液压装置中产生噪声的液压元件和传递噪声的液压元件是不同的。液压泵产生噪声的名次居第一位,传递噪声的名次居第二位。两者是液压系统主要的噪声源,大约有70%的振动和噪声起源于泵。而振动和噪声降低了齿轮泵工作的平稳性和寿命,对齿轮的工作性能、寿命和强度都是有害的。因此研究和分析液压泵振动和噪声的产生机理,对减小与降低振动和噪声,并改善液压系统的性能,有着积极而深远的意义。 1 外啮合齿轮泵振动和噪声国内外研究发展情况近年来,一般工业机械的噪声,已作为工业公害而引起了人们的注意。低噪声是在选泵中很重要的因素之一。国际标准化组织(ISO>已经提出了噪声标准,液压传动中的噪声级别一般规定不超过70~80dB。对于振动和噪声的控制与研究,除了通过减振的方法来降低噪声外,还在研究如何控制油压泵的脉动和减少控制阀的非线性特性。而且为了降低空穴对噪声和振动的影响,正在积极研究空穴现象。十年来,各国进行了大量的研究,而且已经有了相当的发展。近年来,国外出现一种新型的非渐开线圆弧齿廓的齿轮泵,与渐开线齿

轮相比较,它具有齿数少、体积小、无根切、无脉动、噪声小和传动平稳等特点,被认为是当前最佳的齿形。由于克服了困油造成的轴承附加载荷,减少了机件的磨损、振动和噪声。日本岛津制造所和我国均已采用这种齿轮,其噪声可降低13dB(A>,而且其他性能也很优越。我国的噪声研究工作,是在20世纪50年代末期开始的,到了70、80年代,噪声研究工作才蓬勃发展,并取得了不少成果。马大猷、李沛兹等提出的微穿孔吸声结构和小孔喷注噪声理论等是这方面的代表。一般控制噪声的手段,如吸声、隔声、减振、隔声罩、护耳器等已普遍使用。 2 外啮合齿轮泵噪声的产生机理外啮合齿轮泵产生噪声的主要原因如下: 2·1 压力脉动和流量脉动产生噪声液压泵的流量脉动是泵的固有特性。泵在工作时,不管是吸油腔还是压油腔的体积都会产生周期性的变化,泵的流量也将发生周期性变化,引起油液的压力脉动,从而产生液体的振动和噪声。这种脉动的幅度和频率取决于液压泵的转速、流量和工作腔数(齿数、叶片数、柱塞数>。同时,由于泵的制造质量不高,压油腔的油液向吸油腔泄漏,也会产生压力脉动及噪声。 2·2 困油现象产生的噪声为了保证齿轮泵的齿轮平稳的啮合运转,必须使齿轮的重叠系数略大于1,即在前一对齿轮尚未脱离啮合之前,后一对齿轮进入啮合。当两对齿轮同时啮合时,由于齿轮的端面间隙很小,因此这两对齿之间的油

化工机器各章节试题库11.齿轮泵的工作原理

齿轮泵的工作原理一、单选题 1.齿轮泵体内有（）模数，（）齿数的齿轮。 A一对相同，相同 B两对相同，相同 C一对不同，相同 D两对不同，相同 2.齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，它一般做成（）。 A不定量泵 B定量泵 C吸油腔 D压油腔 3.按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和（）。 A液压泵 B 离心泵 C化工泵 D内啮合齿轮泵 4.外啮合齿轮泵是依靠齿轮相互啮合,在啮合过程中依靠转子转动造成工作室容积的改变来对液体做功的机械，具有（）特性。 A吸油 B正位移 C负位移 D压油 5.压油过程由于齿轮逐渐进入啮合，使左侧密封的容积（），齿槽中的油液受到挤压，从排油口排出。 A保持不变 B逐渐增强 C逐渐减小 D先增强后减小二、多选题 1.（）组成了密封的容积。 A泵体 B端盖 C齿轮的各齿槽 D油腔 2.两齿轮沿齿宽方向的啮合线把密闭容积分成（）和（）两部分，且在吸油和压油过程中彼此互不相通。 A泵体 B吸油腔 C压油腔 D端盖

三、判断题 1.当齿轮不断旋转时，吸油腔不断吸油，压油腔不断的压油。（） 2.当齿轮不断旋转时，吸油腔不断吸油，压油腔不断的压油。正是由于齿轮在啮合时引起的左右腔容积大小的变化，来实现吸油和排油这一过程。（）四、问答题 1.请简述齿轮泵吸油过程（可用简图配合描述）

答案一、单选题 1.A 2.B 3.D 4.B 5.C 二、多选题 1.ABC 2.BC 三、判断题 1.√ 2.√ 四、简答题 1.当齿轮按图示箭头方向旋转，右侧油腔由于轮齿逐渐脱开，使右侧密封容积增大，形成局部真空，油压在大气压的作用下，从油箱经过油管被吸到右边油腔，充满齿槽，随着齿轮的旋转被带到左边。

外啮合齿轮油泵

外啮合齿轮油泵噪声分析摘要：在外啮合齿轮泵的维护保养过程中经常要根据噪声来判断故障原因，因此，本文详细的介绍了齿轮泵的噪声产生来源及控制措施。关键词：外啮合齿轮泵；噪声；措施齿轮油泵出现故障时，经常有剧烈的啸叫声，这个噪声伴随着齿轮泵的发热、气蚀等现象，对齿轮泵的使用寿命和系统的稳定性带来较大的影响。所以分析研究外啮合齿轮泵噪声产生的机理，降低外啮合齿轮泵的噪声就势在必行。一、压力脉动和流量脉动产生的噪声泵在正常工作时，吸油腔和压油腔的体积都会产生周期性的变化，泵的流量也将发生周期性的变化，这就会引起油液的压力脉动，从而产生液体的振动和噪声。同时，由于泵的零件制造精度问题所造成的油腔沟通，也会产生压力脉动及噪声。流量脉动是齿轮油泵的固有特性，它取决于齿轮油泵的转速、流量和工作腔数。控制方法：从齿轮泵的实际工作情况来看，压力和流量脉动是不可能彻底消除的，我们能做到的就是使这些脉动现象对噪声的影响降低。根据齿轮泵流量不均匀系数公式 α παπδ2222Q cos )1(12cos 3-+=Z ，可以从以下两个方面入手降低噪声：（一）增大压力角α使不均匀系数减少，从而提高齿轮啮合的平稳性，减少脉动，降低噪声。（二）增加齿数来减小流量脉动，但是随之而来的弊端是增大泵的结构尺寸。（三）改用双模数双压力角非对称渐开线齿轮，能在齿顶圆直径不变的情况下，增加齿数，从而使有效流量增加，脉动率下降，噪声下降。另外，可采用新的结构形式，例如采用双排外啮合齿轮泵，也可增加流量脉动频率，减少流量脉动幅度，从而降低齿轮油泵因流量脉动而产生的噪声。二、困油现象产生的噪声困油现象的产生：为了保证齿轮泵工作平稳，齿轮啮合的重叠系数ε必须大于1，当前一对齿尚未退出啮合时，后一对齿已经进入啮合，这样就会出现两对轮齿同时啮合的瞬间。此时在两对轮齿啮合线和盖板之间便形成一个封闭腔，油液就被困在其中，称为困油现象。这个封闭腔就是如图1（a ）所示的V1 和V2两个腔，当齿轮转动时，此封闭腔体积会发生变化，V1的体积是由小变大，V2的体积是由大变小，总的封闭腔体积V 变化趋势如图1（d ）所示。当齿轮转动到如图1（a ）所示，此时 V1最小，V2最大，其总体积V 为最大。齿轮按图示方向旋转，V1逐渐增图1 齿轮泵困油现象

【CN210013818U】一种外啮合齿轮泵【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920612850.5 (22)申请日 2019.04.29 (73)专利权人阜新泊姆克精工液压有限公司地址 123000 辽宁省阜新市高新技术产业园区东新大街58号 (72)发明人高志忠　 (51)Int.Cl. F04C 2/18(2006.01) F04C 15/00(2006.01) (54)实用新型名称一种外啮合齿轮泵 (57)摘要本实用新型公开了：一种外啮合齿轮泵包括电动机，所述电动机的传动轴通过联轴器连接泵轴，所述泵轴上设有齿轮组，所述齿轮组的外面设有泵壳，所述泵壳上设有泵盖，所述泵轴上套接有分头，所述分头的侧面连接有进水管，所述进水管连接泵壳的进水端，所述分头上连接有加压腔，所述加压腔的内部设有叶轮，所述叶轮连接在泵轴上，所述加压腔上连接有吸入管，通过加压腔将吸入口的介质压力增大，防止进入齿轮泵的液体由于压力骤增发生汽蚀，增加齿轮的使用寿命。权利要求书1页说明书2页附图1页CN 210013818 U 2020.02.04 C N 210013818 U

权　利　要　求　书1/1页CN 210013818 U 1.一种外啮合齿轮泵，包括电动机(7)，其特征在于；所述电动机(7)的传动轴通过联轴器(6)连接泵轴(10)，所述泵轴(10)上设有齿轮组(8)，所述齿轮组(8)的外面设有泵壳(4)，所述泵壳(4)上设有泵盖(5)，所述泵轴(10)上套接有分头(11)，所述分头(11)的侧面连接有进水管(9)，所述进水管(9)连接泵壳(4)的进水端，所述分头(11)上连接有加压腔(2)，所述加压腔(2)的内部设有叶轮(12)，所述叶轮(12)连接在泵轴(10)上，所述加压腔(2)上连接有吸入管(1)。 2.根据权利要求1所述一种外啮合齿轮泵，其特征在于；所述泵壳(4)和加压腔(2)之间设有连接加固(3)。 3.根据权利要求1所述一种外啮合齿轮泵，其特征在于；所述分头(11)与泵轴(10)穿插的部位设有机械密封。 4.根据权利要求1所述一种外啮合齿轮泵，其特征在于；所述联轴器(6)能够为膜片联轴器、爪型联轴器等。 5.根据权利要求1所述一种外啮合齿轮泵，其特征在于；所述泵轴(10)与泵壳(4)和泵盖(5)的穿插部位设有轴承。 6.根据权利要求1所述一种外啮合齿轮泵，其特征在于；所述加压腔(2)上设置有盖。 2

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