外啮合齿轮泵工作原理

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 ************

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

2013年12月20日

院（系） 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化

姓 名 吴连增 学 号 201001703133

论文（设计）题目 外啮合齿轮泵的设计

一、选题目的和意义

随着社会的发展，齿轮泵更广泛地被应用与各种工业，而且自动化程度越来越高，需要达到的精度也越高。当前德国、日本及中外合资企业的齿轮泵产品比较畅销。为此，通过对国外齿轮泵的研究，对其基本参数进行分析以及流量、排量、流量脉动的研究，从而制造出性能更加完善的国产齿轮泵。这对促进我国机械技术进步，降低制造成本具有十分重要意义，其应用前景十分广阔。

二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势

当前，由于齿轮泵在液压传动系统中应用广泛，因此吸引大量学者对齿轮泵进行研究主要方向集中在：

（1）齿轮参数及泵体结构的优化设计

（2）困油冲击及卸荷措施

（3）齿轮泵的寿命及其影响因素的研究

随着科学技术的不断发展，外啮合齿轮泵在结构设计及材料工艺等方面取得了一些突破性进展。国内外高端齿轮泵朝着高压化、低流量脉动、低噪音、大排量、变排量的趋势发展。

三、课题设计方案

研究的基本内容：

齿

轮

泵

学

习

资

料

一.概述

齿轮泵是机器润滑、供油（或其它液体）系统中的一个部件。其体积小，要求传动平稳，保证供油，不能有渗漏。它也是液压系统中广泛采用的一种液压泵，一般做成定量泵。

二.齿轮泵的工作原理

当一对齿轮在泵体内做啮合传动时，啮合区前边空间的压力降低而产生局部真空，油池内的油在大气压作用下进入油泵低压区内的进油口，随着齿轮的传动，齿槽中的油不断被带至后边的出油口把油压出，从而提高油的压力，送至机器中需要润滑的部位。主动齿轮通过轴端的皮带轮与动力（如电动机）相连接，为了防止油沿主动齿轮轴外渗，用密封填料、填料压盖、螺钉组成一套密封装置。一般齿轮泵有两条装配线，一条是传动装配线，一条是从动装配线。装配线上是一对啮合齿轮，为标准直齿圆柱齿轮，其齿根圆直径与轴径相差较小，因此和轴均做成一体，叫齿轮轴。泵体与泵盖间采用毛毡纸垫密封，两零件之间采用两销钉定位，以便安装。

泵的流量直接与泵的转速有关。 实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100％，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100％地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93％～98％的效率。

三．齿轮泵的分类

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。下面分别以内、外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵。

1.外啮合齿轮泵

齿轮泵工作原理很简单，外齿轮泵就是一个主动轮一个从动轮，两个齿轮参数相同，在一个泵体内做旋转运动。在这个壳体内部形成类似一个“8”字形的工作区，齿轮的外径和两侧都与壳体紧密配合，传送介质从进油口进入，随着齿轮的旋转沿壳体运动，最后从出油口排出，最后将介质的压力转化成机械能进行做功。以下是四张为外啮合齿轮泵工作原理图：

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。

第七章 齿 轮 泵

齿轮泵是一种常用的液压泵。它的主要优点是：结构简单，制造方便，造价低；重量轻；外形尺寸小；自吸性能好；对油的污染不敏感；工作可靠；由于齿轮泵是轴对称的旋转体，故允许转速较高。其缺点是流量脉动和困油现象比较突出，噪声高，齿轮泵的排量不可变。

低压齿轮泵的工作压力为2.5Mpa;中高压齿轮泵的工作压力为16～20Mpa；某些高压齿轮泵的工作压力已达32Mpa。齿轮泵的最高转速一般可大3000r/min左右，在个别情况下（如飞机用齿轮泵）最高转速可达8000r/min。其低速性能较差，一般不适于低速运行。当泵的转速低于200～300r/min时，容积效率将降到不能允许的地步。

齿轮泵利用一对齿轮的啮合运动，造成吸、排油腔的容积变化进行工作。啮合的齿轮为其核心零件。按照它们的啮合形式，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵一般都采用一对齿数相同的渐开线直齿齿轮。内啮合齿轮泵除采用渐开线齿轮外，还有采用摆线齿轮。

§7-1 外啮合齿轮泵的工作原理及流量公式

一、外啮合齿轮泵的工作原理

图7-1是我国的CB型齿轮泵。该系列泵的额定压力为2.5Mpa。

如图所示，装在泵体3中的一对齿轮由传动轴5驱动。当传动轴顺时针转动时（见图7-1A-A剖视），在泵的吸油腔中的齿逐渐退后啮合，使吸油腔容积增加而吸油；在排油腔，主动齿轮的齿挤入被动齿轮的齿间，使排油腔容积减小，通过排油口排油。在泵体的两端面各铣有卸荷槽b，经泵体3断面泄漏的油液由卸压槽b流回到吸油腔，以降低泵体与端盖结合面上的油压对端盖造成的推力，减小螺钉载荷。在泵前后端盖上开有困油卸荷槽e，以消除泵工作时产生的困油现象。孔道a、c、d可以将流入轴承腔的泄漏油排入吸油腔。因此传动轴的旋转密封圈处于低压，泵不需要设置单独的外泄漏油管。这种结构的泵的吸油腔不能承受高压，其吸、排油腔不能交换，泵不能反转工作。

齿轮泵工作原理及结构

齿轮泵

齿轮泵就是液压系统中广泛采用得一种液压泵，它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵与内啮合齿轮泵，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。ﻫ 齿轮泵得工作原理与结构ﻫ 齿轮泵得工作原理如图3—３所示,它就是分离三片式结构，三片就是指泵盖4,８与泵体7，泵体7内装有一对齿数相同、宽度与泵体接近而又互相啮合得齿轮6,这对齿轮与两端盖与泵体形成一密封腔，并由齿轮得齿顶与啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔与压油腔。两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承得主动轴12与从动轴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ﻫ ＣB-Ｂ齿轮泵得结构如图3-4所示,当泵得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,齿轮得轮齿退出齿间，使密封容积增大,形成局部真空，油箱中得油液在外界大气压得作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间.随着齿轮得旋转,吸入齿间得油液被带到另一侧,进入压油腔。这时轮齿进入啮合,使密封容积逐渐减小，齿轮间部分得油液被挤出，形成了齿轮泵得压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔与压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵得主动齿轮由电动机带动不断旋转时，轮齿脱开啮合得一侧,由于密封容积变大则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合得一侧，由于密封容积减小则不断地排油,这就就是齿轮泵得工作原理.泵得前后盖与泵体由两个定位销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,在齿轮端面与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。齿顶与泵体内表面间得间隙(径向间隙)，由于密封带长，同时齿顶线速度形成得剪切流动又与油液泄露方向相反,故对泄露得影响较小，这里要考虑得问题就是:当齿轮受到不平衡得径向力后，应避免齿顶与泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大,一般取0、１3～0、16mm。ﻫ 为了防止压力油从泵体与泵盖间泄露到泵外，并减小压紧螺钉得拉力，在泵体两侧得端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体与泵盖间得压力油引入吸油腔。在泵盖与从动轴上得小孔，其作用将泄露到轴承端部得压力油也引到泵得吸油腔去,防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。