齿轮泵与齿轮马达PPT课件.pptx

图3-5
齿轮泵工作原理
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外啮合齿轮泵的工作原理:一对相互啮合的齿轮，通过两齿轮的齿顶、中间啮合线和齿轮两端面，把泵体和泵盖围成的空间分成互不相通的吸油腔和压油腔。当齿轮按箭头方向旋转时，处于吸油腔的一对对轮齿连续退出啮合，使该腔容积变大形成一定的真空度，液压油箱的油在大气压力的作用下进入吸油腔。而处于排油腔的一对对轮齿则同时连续进入啮合，使排油腔容积不断减小，油液便被挤出进入高压管路。
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（二） 排量与平均流量
当齿轮转动一周，主、从动齿轮的轮齿把各自对方齿间的油液挤压出去一次，齿轮泵的排量可看作两个齿轮的齿间容积之和。假设齿间容积等于轮齿的体积，那么其排量就等于一个齿轮的齿间容积和轮齿体积的和，即相当于以有效齿高和齿宽构成的平面所扫过的环形体积（基圆和顶圆所围成的环形圆柱体的体积），若齿轮的齿数为z、模数为m、节圆直径为d（d=mz）、齿高为h（h=2m）、齿宽为b，于是齿轮泵的排量为：
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由于齿轮的齿形大多采用渐开线，齿轮在啮合过程中随着啮合点位置的移动，压油腔的容积变化率是不均匀的，故在每一瞬间压出油液的体积也不同，因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。齿数逾少，脉动率就愈大，其值最高可达20℅以上。流量脉动会引起压力脉动，随之产生振动和噪声，这也限制了齿轮泵在高精度机械上的应用。
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（三） 影响齿轮泵工作的不利因素
1、齿轮泵的困油现象
为保证齿轮泵能连续平稳地工作，就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1，即当前一对轮齿尚未脱开啮合时，后一对轮齿已进入啮合，这样在某一瞬间会出现有两对轮齿同时处于啮合状态。此时，由啮合的两轮齿表面、啮合线及齿轮端面泵盖（或侧板等）围成了一个封闭容积（设存在齿侧间隙），一部分液体被困在这一封闭容积中，如图3-6所示。
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图3-6 齿轮泵的困油现象与困油卸荷槽
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随齿轮转动，这一封闭容积便逐渐减小，到两啮合线端点A、B处于节点P两侧的对称位置时（图3-6b），封闭容积变得最小；齿轮继续转动时，封闭容积又会逐渐增大，直到图3-6c所示位置时，密封容积变为最大；而后前一对轮齿退出啮合，密封容积短暂消失，齿轮再继续转动又会形成新的密封容积。
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在密封容积减小时，被困油液受挤压，压力急剧上升，使轴承突然受到很大冲击载荷，泵产生剧烈振动，高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出，造成功率损失，并缩短了泵的寿命；当密封容积增大时，由于没有油液及时补充，会形成局部真空，使溶解于油液中的空气分离出来，形成气泡，能引起噪声、气蚀，产生液压冲击；上述情况称为齿轮泵的困油现象。这种间断出现的困油现象极为严重地影响了泵的工作平稳性和使用寿命。
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为了克服困油现象，通常在齿轮两端的泵盖上（或侧板上等）开设困油卸荷槽。卸荷槽的开设方式有两种，即：
1）对称式卸荷槽 如图3-6a所示，当封闭容积变小时通过右边的卸荷槽（虚线）与压油腔相通，封闭容积增大时通过左边的卸荷槽与吸油腔相通（图3-6c）。
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两卸荷槽之间的理论距离a=tj cosα(tj –基节，α—压力角)。a的尺寸很重要，a与tj cosα相比过大时，不能彻底消除困油现象，而a小于tj cosα时，有会将吸、排油腔经封闭容积短时接通，降低泵的容积效率。
采用对称式困油卸荷槽，当封闭容积减小时由于油液不易从即将关闭的缝隙中挤出，会产生节流阻力，封闭容积内的压力仍然较高，故这会增加泵轴承受的不平衡载荷，并且这部分油突然与吸油腔连通时还会引起压力冲击和噪声。
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