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齿轮泵的研究现状及发展趋势

2017-03-19 20:46:30

齿轮泵作为齿轮在工业中应用的一种重要装置,在液压传动与控制技术中占有很大的比重。按照轮齿啮合形式不同,齿轮泵可以分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵具有结构简单紧凑,体积小,重量轻,自吸性能好,耐污染,寿命长,维修方便等优点,因而广泛应用于各种液压机械,并且可以用作润滑泵和食品、化工等工艺流程中的输液泵;相对于外啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵的结构和制造较复杂,其外型尺寸   小,重量   轻,压力和流量脉动较小,效率高,噪声较低,寿命较长,因此特别适用于外型尺寸要求紧凑,重量轻的设备,如飞机等。目前,关于齿轮泵的研究,主要集中在以下几个方面:

1、齿轮参数及泵体结构的优化设计

在设计齿轮泵用齿轮的时候,主要考虑以下几点:在达到排量的要求下,齿轮的外形尺寸应尽可能小,以得到较小的齿轮泵外型;尽可能降低流量脉动,减少噪音;尽量减少泄露及摩擦损失以提高油泵效率。通过分析齿轮参数对齿轮泵工作性能的影响,提出了外啮合齿轮泵的一些设计计算方法及要求,同时从理论上推导了一些在设计计算中使用的计算方法,作者认为,应用于农业、工程、运输和矿山机械等方面的齿轮泵对输油的均匀性要求是次要的,但是应能达到   的压力,保证   、大流量的输出,所以一般为7-14个轮齿,机床用的齿轮泵,   先要求运转平稳,一般为14-19个轮齿,所以在设计齿轮泵时,在可能的条件下,尽可能选取模数小、少齿数的齿轮,以达到体积小、重量轻的目的。通过分析斜齿齿轮泵重合度要求的特殊条件,构建了以斜齿齿轮泵的输出流量脉动   小为目标函数的斜齿齿轮泵齿轮参数优化的数学模型,使用拟牛顿乘子优化方法寻求使齿轮泵的性能趋于   佳的齿轮参数。

2、困油冲击及卸荷措施

齿轮泵的困油现象对齿轮泵以及整个液压系统都产生了很大的危害。困油冲击与齿轮啮合的重合系数以及卸荷是否   等有很大的关系(包括卸荷槽的位置、形状及面积等)。传统方法是在齿轮泵两端盖上开设压力卸荷槽。分析了直齿齿轮泵困油容积的变化规律,并设计了压力卸荷槽。文中指出,没有开设压力卸荷槽时,一对轮齿啮合会产生2个密闭的容积,两对轮齿同时啮合时,会产生3个密闭容积;而开设压力卸荷槽时,一对轮齿啮合将不产生密闭容积,两对轮齿同时啮合时,则产生2个密闭容积,但是由于存在压力卸荷槽,这2个密闭容积是相通的,压力卸荷槽的存在降低了密闭容积的数量。对外啮合斜齿齿轮泵的困油特性进行了较为详细的研究,推导出了无齿侧侧隙斜齿齿轮泵和有齿侧侧隙斜齿齿轮泵的端面重叠系数与困油容积的关系,得到了其困油容积,困油流量及瞬时流量随端面啮合点相位角的变化规律,以及不困油螺旋角范围。