課程名稱：液壓與氣壓傳動(dòng)

院系：機(jī)電學(xué)院機(jī)械電子系

姓名：沈剛

第三章

液壓泵上節(jié)回顧1、壓力：額定壓力、最高允許壓力、工作壓力2、轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速3、排量、流量：排量、理論流量、瞬時(shí)流量、平均流量、額定流量、實(shí)際流量4、功率、效率：理論液壓功率、實(shí)際輸入功率、實(shí)際輸出功率、理論轉(zhuǎn)矩、實(shí)際轉(zhuǎn)矩、液壓泵的容積效率、液壓泵的機(jī)械效率、液壓泵的總效率第三章

液壓泵3.2齒輪泵齒輪泵分類：按嚙合形式分：外嚙合、內(nèi)嚙合按齒形曲線分：漸開線齒形、圓弧齒形、擺線齒形一、漸開線外嚙合齒輪泵1．工作原理及結(jié)構(gòu)組成齒輪泵工作原理圖齒輪泵視頻第三章

液壓泵外嚙合齒輪泵的工作原理和結(jié)構(gòu)如圖所示。泵體1內(nèi)有一對(duì)互相嚙合的外齒輪2和3，齒輪的兩端由端蓋密封。這樣由泵體、齒輪的各個(gè)齒槽和端蓋形成了多個(gè)密封工作腔，同時(shí)輪齒的嚙合線又將左右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒相繼脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，在大氣壓力作用下經(jīng)吸油管從油箱吸進(jìn)油液，并被旋轉(zhuǎn)的輪齒齒間槽帶入左側(cè)。左側(cè)壓油腔由于輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被輸出送往系統(tǒng)。這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。在齒輪泵的嚙合過程中，嚙合點(diǎn)沿嚙合線移動(dòng)，這樣就把吸油區(qū)和壓油區(qū)分開。1－泵體；2－主動(dòng)齒輪；3－從動(dòng)齒輪

第三章

液壓泵2.齒輪泵的排量和流量

外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒槽容積之和。若假設(shè)齒槽容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為z、模數(shù)為m、節(jié)圓直徑為d（其值等于mz）、有效齒高為h（其值等于2m）、齒寬為b時(shí)，齒輪泵的排量近似值為實(shí)際上，齒槽容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少差值越大，因此需用3.33~3.50來代替上式中的值（齒數(shù)少時(shí)，取大值），以補(bǔ)償誤差。即齒輪泵的排量為由此得齒輪泵的輸出流量為第三章

液壓泵

實(shí)際上，由于齒輪泵在工作過程中嚙合點(diǎn)沿嚙合線移動(dòng)，使其工作油腔的容積變化率是不均勻的。因此，齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動(dòng)的。流量脈動(dòng)會(huì)直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動(dòng)，使管路系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。如果脈動(dòng)頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致，還將引起共振，加劇振動(dòng)和噪聲。若用qmax和qmin表示最大、最小瞬時(shí)流量，q表示平均流量，則流量脈動(dòng)率σ可用下式表示

它是衡量容積式泵流量品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。在容積式泵中，齒輪泵的流量脈動(dòng)最大，并且齒數(shù)愈少，脈動(dòng)率愈大。這是外嚙合齒輪泵的一個(gè)缺點(diǎn)。所以，齒輪泵一般用于對(duì)工作平穩(wěn)性要求不高的場合，要求平穩(wěn)性高的高精度機(jī)械不宜采用齒輪泵。第三章

液壓泵3.齒輪泵結(jié)構(gòu)分析(1)困油現(xiàn)象齒輪泵要平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，即有兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的時(shí)刻，因此，就會(huì)有一部分油液困在兩對(duì)輪齒所形成的封閉容積之內(nèi)，如圖所示。這個(gè)封閉容積先隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減?。ㄓ蓤D（a）到圖（b）），然后又逐漸增大（由圖（b）到圖（c））。

困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象放大圖第三章

液壓泵封閉容積減小，會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用；封閉容積的增大又會(huì)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。困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲并引起振動(dòng)和氣蝕，降低泵的容積效率，影響工作的平穩(wěn)性，縮短使用壽命。第三章

液壓泵消除困油的方法，通常是在兩端蓋板上開卸荷槽（圖（d）中的虛線），使封閉容積減小時(shí)，通過右邊的卸荷槽與壓油腔相通；封閉容積增大時(shí)，通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通。兩卸荷槽的間距必須確保在任何時(shí)候都不使吸油腔和壓油腔相通。

第三章

液壓泵(2)徑向不平衡力在齒輪泵中，液體作用在齒輪外緣的壓力是不均勻的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)的方向逐齒遞增，因此齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用。工作壓力越高，徑向不平衡力也越大。徑向不平衡力很大時(shí)，能使泵軸彎曲，導(dǎo)致齒頂接觸泵體，產(chǎn)生摩擦；同時(shí)也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。第三章

液壓泵為了減小徑向不平衡力的影響，常采?。?）縮小壓油口的辦法，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）在蓋板上開設(shè)平衡槽A和B，如圖所示，使他們分別與低、高壓腔相通，產(chǎn)生一個(gè)與吸油腔和壓油腔對(duì)應(yīng)的液壓徑向力，起到平衡作用。

第三章

液壓泵(3)端面泄漏及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途徑泄漏到吸油腔去：（1）通過齒輪嚙合線處的間隙；（2）通過泵體內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙；（3）通過齒輪兩端面和蓋板間的端面間隙。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大。液壓泵的壓力越高，由間隙泄漏的液壓油就愈多，因此，一般齒輪泵只用于低壓系統(tǒng)。為減小泄漏，用減小間隙的方法并不能取得好的效果，因?yàn)樵诒媒?jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于磨損而使間隙變大，泄漏又會(huì)增加。為提高齒輪泵的壓力和容積效率，需要從結(jié)構(gòu)上采取措施，對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。第三章

液壓泵通常采用的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種。浮動(dòng)軸套式齒輪泵的浮動(dòng)軸套是浮動(dòng)安裝的，軸套外側(cè)的空腔與泵的壓油腔相通。所引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪側(cè)端面上，泵輸出的壓力愈高，貼得愈緊，因而自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損和減小間隙。當(dāng)泵工作時(shí)，浮動(dòng)軸套受油壓的作用而壓向齒輪端面，將齒輪兩側(cè)面壓緊，從而補(bǔ)償了端面間隙。

第三章

液壓泵4.內(nèi)嚙合齒輪泵

內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒形和擺線齒形兩種，其結(jié)構(gòu)示意可見圖所示。這兩種內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理和主要特點(diǎn)皆與外嚙合齒輪泵相同。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，如圖（a）。擺線齒形內(nèi)嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，在這種泵中，小齒輪和內(nèi)齒輪只相差一齒，因而不需設(shè)置隔板，如圖（b）。內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪是主動(dòng)輪。

第三章

液壓泵內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，質(zhì)量小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，在高轉(zhuǎn)速工作時(shí)有較高的容積效率。但在低速高壓下工作時(shí)，壓力脈動(dòng)大，容積效率低，所以一般用于中低壓系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點(diǎn)是：齒形復(fù)雜，加工困難，價(jià)格較貴。第三章

液壓泵

螺桿泵實(shí)質(zhì)上是一種外嚙合式擺線齒輪泵。在螺桿泵內(nèi)的螺桿可以有兩根，也可以有三根。圖是三螺桿泵的工作原理。在泵體內(nèi)安裝三根螺桿，中間的主動(dòng)螺桿3是右旋凸螺桿，兩側(cè)的從動(dòng)螺桿1是左旋凹螺桿。三根螺桿的外圓與泵體的對(duì)應(yīng)弧面保持著良好的配合，螺桿的嚙合線把主動(dòng)螺桿3和從動(dòng)螺桿1的螺旋槽分割成多個(gè)相互隔離的密封工作腔。隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，密封工作腔可以一個(gè)接一個(gè)地在左端形成，不斷從左向右移動(dòng)。但其容