齒輪泵與齒輪馬達(dá)ppt課件(已修改)
2025-05-14 12:02 本頁面
【正文】 第二節(jié) 齒輪泵與齒輪馬達(dá) 齒輪泵是工程機(jī)械上較為常見的液壓泵。它的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，自吸性能好，對油液的污染不敏感，工作可靠，便于維護(hù)與修理等。其缺點(diǎn)是流量和壓力脈動大，噪聲大，排量不可調(diào)節(jié)。齒輪泵可分為內(nèi)嚙合和外嚙合式兩種。 一、外嚙合齒輪泵 （一） 組成與工作原理 如圖 34所示為外嚙合齒輪泵實(shí)物結(jié)構(gòu)圖。 圖 34 齒輪泵 前、后泵蓋，泵體，主、被動齒輪等零部件 圖 35 齒輪泵工作原理 ?外嚙合齒輪泵的工作原理 :一對相互嚙合的齒輪 ， 通過兩齒輪的齒頂 、 中間嚙合線和齒輪兩端面 ， 把泵體和泵蓋圍成的空間分成互不相通的吸油腔和壓油腔 。 當(dāng)齒輪按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí) ， 處于吸油腔的一對對輪齒連續(xù)退出嚙合 ， 使該腔容積變大形成一定的真空度 ， 液壓油箱的油在大氣壓力的作用下進(jìn)入吸油腔 。 而處于排油腔的一對對輪齒則同時(shí)連續(xù)進(jìn)入嚙合 ， 使排油腔容積不斷減小 ， 油液便被擠出進(jìn)入高壓管路 。 ?（ 二 ） 排量與平均流量 當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動一周，主、從動齒輪的輪齒把各自對方齒間的油液擠壓出去一次，齒輪泵的排量可看作兩個(gè)齒輪的齒間容積之和。假設(shè)齒間容積等于輪齒的體積，那么其排量就等于一個(gè)齒輪的齒間容積和輪齒體積的和，即相當(dāng)于以有效齒高和齒寬構(gòu)成的平面所掃過的環(huán)形體積（基圓和頂圓所圍成的環(huán)形圓柱體的體積），若齒輪的齒數(shù)為 z、模數(shù)為 m、節(jié)圓直徑為 d（ d=mz）、齒高為 h（ h=2m）、齒寬為 b，于是齒輪泵的排量為： bzmdhbq 22 ?? ???由于齒輪的齒形大多采用漸開線，齒輪在嚙合過程中隨著嚙合點(diǎn)位臵的移動，壓油腔的容積變化率是不均勻的，故在每一瞬間壓出油液的體積也不同，因此齒輪泵的瞬時(shí)流量是脈動的。齒數(shù)逾少，脈動率就愈大，其值最高可達(dá) 20℅ 以上。流量脈動會引起壓力脈動，隨之產(chǎn)生振動和噪聲，這也限制了齒輪泵在高精度機(jī)械上的應(yīng)用。 （三） 影響齒輪泵工作的不利因素 ? 齒輪泵的困油現(xiàn)象 ?為保證齒輪泵能連續(xù)平穩(wěn)地工作，就要求齒輪嚙合的重疊系數(shù) ε 大于 1，即當(dāng)前一對輪齒尚未脫開嚙合時(shí)，后一對輪齒已進(jìn)入嚙合，這樣在某一瞬間會出現(xiàn)有兩對輪齒同時(shí)處于嚙合狀態(tài)。此時(shí)，由嚙合的兩輪齒表面、嚙合線及齒輪端面泵蓋（或側(cè)板等）圍成了一個(gè)封閉容積（設(shè)存在齒側(cè)間隙），一部分液體被困在這一封閉容積中，如圖 36所示。 圖 36 齒輪泵的困油現(xiàn)象與困油卸荷槽 ?隨齒輪轉(zhuǎn)動，這一封閉容積便逐漸減小，到兩嚙合線端點(diǎn) A、 B處于節(jié)點(diǎn) P兩側(cè)的對稱位臵時(shí)（圖 36b），封閉容積變得最??；齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時(shí)，封閉容積又會逐漸增大，直到圖 36c所示位臵時(shí)，密封容積變?yōu)樽畲螅欢笄耙粚嘄X退出嚙合，密封容積短暫消失，齒輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動又會形成新的密封容積。 ?在密封容積減小時(shí)，被困油液受擠壓，壓力急劇上升，使軸承突然受到很大沖擊載荷，泵產(chǎn)生劇烈振動，高壓油從一切可能泄漏的縫隙中擠出，造成功率損失，并縮短了泵的壽命；當(dāng)密封容積增大時(shí)，由于沒有油液及時(shí)補(bǔ)充，會形成局部真空，使溶解于油液中的空氣分離出來，形成氣泡，能引起噪聲、氣蝕，產(chǎn)生液壓沖擊；上述情況稱為齒輪泵的困油現(xiàn)象。這種間斷出現(xiàn)的困油現(xiàn)象極為嚴(yán)重地影響了泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。 ?為了克服困油現(xiàn)象 ， 通常在齒輪兩端的泵蓋上 （ 或側(cè)板上等 ） 開設(shè)困油卸荷槽 。 卸荷槽的開設(shè)方式有兩種 ， 即： ? 1）對稱式卸荷槽 如圖 36a所示，當(dāng)封閉容積變小時(shí)通過右邊的卸荷槽（虛線）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（圖 36c）。 ?兩卸荷槽之間的理論距離 a=tj cosα(t j –基節(jié)， α —壓力角 )。 a的尺寸很重要， a與 tj cosα 相比過大時(shí)，不能徹底消除困油現(xiàn)象，而 a小于 tj cosα 時(shí)，有會將吸、排油腔經(jīng)封閉容積短時(shí)接通，降低泵的容積效率。 ?采用對稱式困油卸荷槽，當(dāng)封閉容積減小時(shí)由于油液不易從即將關(guān)閉的縫隙中擠出，會產(chǎn)生節(jié)流阻力，封閉容積內(nèi)的壓力仍然較高，故這會增加泵軸承受的不平衡載荷，并且這部分油突然與吸油腔連通時(shí)還會引起壓力沖擊和噪聲。 ?2）非對稱式卸荷槽 若將卸荷槽向吸油腔平移一個(gè)距離，即為非對稱式卸荷槽，實(shí)踐證明這樣能取得更好的卸荷效果?，F(xiàn)在生產(chǎn)的齒輪泵，大多只在排油腔一側(cè)開設(shè)卸荷槽，卸荷槽的位臵向齒輪中心連線靠近，使封閉容積存在的整個(gè)周期均與排油腔相通，當(dāng)封閉容積消逝時(shí)，后一對嚙合的輪齒正好脫離
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