【文章內(nèi)容簡介】 外嚙合齒輪泵由裝在殼體內(nèi)的一對(duì)齒輪所組成。齒兩側(cè)有端蓋(圖中未示出)，殼體、端蓋和齒輪的各個(gè)齒隙組成了許多密封工作腔。目前國內(nèi)的液壓傳動(dòng)教材[4]中對(duì)齒輪泵工作原理的解釋為:當(dāng)泵的齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)吸油腔相互嚙合的輪齒逐漸脫開密封工作容積逐漸增大形成部分真空,因此油箱中的油液在外界大氣壓的作用下經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔將齒間充滿并隨著齒輪旋轉(zhuǎn),把油液帶到壓油腔內(nèi),在壓油區(qū)一側(cè)由于輪齒在這里逐漸進(jìn)入嚙合,密封容積不斷減小油液便被擠出送到壓力管路中去,當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，側(cè)吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封工作容逐漸增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大壓的作用下，經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔，將齒間槽充滿，并著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔。在壓油區(qū)一側(cè)，由于齒輪在這里逐漸進(jìn)入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液便被擠出去。從壓油腔輸送到壓力管路中去。 外嚙合出論泵的基本設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)外嚙合齒輪泵，首先必須知道下列數(shù)據(jù)要求：（l/min）（r/min）（Mpa）設(shè)計(jì)齒輪泵，可按照下列思路進(jìn)行：1．確定性能參數(shù)2．確定齒輪參數(shù)3．設(shè)計(jì)泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪泵時(shí)，應(yīng)該在保證所需性能和壽命的前提下，盡可能使尺寸小、重量輕、制造容易、成本低，以求技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理第2章　外嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)計(jì)算 引言由于本課題屬于一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的外嚙合齒輪泵是一種液壓產(chǎn)品，其特定的功能要求決定了課題中外嚙合出論泵的特殊性，經(jīng)綜合對(duì)比分析，最終采用如下幾方面的分析計(jì)算設(shè)計(jì)：（1）性能參數(shù)的分析確定；（2）齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；（3）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）泵體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算與確定。 性能參數(shù)的分析確定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，已知外嚙合齒輪泵額定壓力：△p =；額定轉(zhuǎn)速：n=1450r/min；公稱排量：q =63mL/r。 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 定刀具角和齒頂高系數(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，齒頂高系數(shù) 齒數(shù) z 模數(shù) m 和齒寬 B 的確定用于機(jī)床或其它對(duì)流量的均勻性要求較高的低壓齒輪泵，一般取Z＝１４～３０；用于工程機(jī)械及礦上極限的中高壓和高壓齒輪泵，對(duì)流量的均勻性要求不高．但要求結(jié)構(gòu)尺寸小，作用在齒輪上的徑向力小，從而延長軸承的壽命，就采用較少的齒數(shù)（Z＝９～１５）而近來新設(shè)計(jì)中高壓齒輪泵時(shí)，都十分注意降低齒輪泵的噪聲，因此所選齒數(shù)有增大的趨勢（取Z＝１２～２０）．只有對(duì)流量均勻性要求不高，壓力有很低的齒輪泵（如潤滑油泵）才選用Z＝６～８．所以我們初選齒數(shù)為＝16.根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算出流量： Q=qn=631450=根據(jù)模數(shù)近似計(jì)算公式：m=（~） =~但是根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮，m取5.初選齒數(shù)和模數(shù)就可確定齒輪的其他參數(shù)，如下表：名稱代號(hào)計(jì)算公式理論中心距實(shí)際中心距齒頂圓直徑基圓直徑齒側(cè)間隙嚙合角齒頂高齒根高全齒高根據(jù)公式：綜合取齒寬b=45mm。.綜合以上計(jì)算，齒輪基本參數(shù)如下：模數(shù)m=5齒數(shù)z=16齒寬b=45 齒面接觸強(qiáng)度校核1）使用系數(shù)的確定使用系數(shù)表示齒輪的工作環(huán)境（主要是振動(dòng)情況）對(duì)其造成的影響，使用系數(shù)的確定：原動(dòng)機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微轉(zhuǎn)動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)均勻平穩(wěn)輕微振動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)。2）齒輪精度的確定機(jī) 器 名 稱精 度 等 級(jí)機(jī) 器 名 稱精 度 等 級(jí)汽輪機(jī)3 6拖拉機(jī)6 8金屬切削機(jī)床3 8通用減速器6 8航空發(fā)動(dòng)機(jī)4 8鍛壓機(jī)床6 9輕型汽車5 8起重機(jī)7 10載重汽車7 9農(nóng)業(yè)機(jī)械8 11齒輪精度此處取7。3）動(dòng)載系數(shù)的確定動(dòng)載系數(shù)表示由于齒輪制造及裝配誤差造成的不定常傳動(dòng)引起的動(dòng)載荷或沖擊造成的影響。動(dòng)載系數(shù)的實(shí)用值應(yīng)按實(shí)踐要求確定，考慮到以上確定的精度和輪齒速度，偏于安全考慮。4）齒向載荷分布系數(shù)的確定齒向載荷分布系數(shù)是由于齒輪作不對(duì)稱配置而添加的系數(shù)，此設(shè)計(jì)齒輪對(duì)稱配置故取1。5）齒間載荷分配系數(shù)的確定一對(duì)相互嚙合的齒輪當(dāng)在嚙合區(qū)有兩對(duì)或以上齒同時(shí)工作時(shí)，載荷應(yīng)分配在這兩對(duì)或多對(duì)齒上。但載荷的分配并不平均，因此引進(jìn)齒間載荷分配系數(shù)以解決齒間載荷分配不均的問題。對(duì)直齒輪及修形齒輪，取。6）彈性系數(shù)，單位—— ，此設(shè)計(jì)中齒輪材料選為（%%，%%），調(diào)質(zhì)后表面淬火，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表106可取。 彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 7）動(dòng)載系數(shù) =8）齒輪的輸入功率設(shè)齒輪泵功率為，流量為Q，工作壓力為P，則 所以每個(gè)齒輪的功率為9）計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 10）接觸疲勞強(qiáng)度極限由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。11）接觸疲勞壽命系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》查得接觸疲勞壽命系數(shù) 14）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ，安全系數(shù)S=1 15）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度載荷系數(shù) 徑向力 因?yàn)辇X數(shù)比u=1 = 479MPa 所以齒輪的劫持疲勞強(qiáng)度滿足要求。 齒面彎曲強(qiáng)度校核1）彎曲疲勞強(qiáng)度極限由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。2）彎曲疲勞壽命系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 則： 4）載荷系數(shù) 5）齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》查取齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù)。6）計(jì)算齒根危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度 所以，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，所選齒輪參數(shù)符合要求，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核亦符合?！≥S的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸最小直徑計(jì)算的選擇：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》知彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)、無軸向載荷或只受很小的軸向載荷時(shí)，取小值,取較大值。而此處無軸向載荷，受彎矩較小，綜合選擇=110式中：d軸端直徑，mmT軸所傳遞的扭矩，Nm Pw 軸所傳遞的功率，Kwn軸的工作轉(zhuǎn)速,r/min又考慮在聯(lián)軸器處有兩個(gè)鍵槽，將直徑增大，則： 綜合考慮，圓整后選擇d=35mm。 軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可以分為三種： ，根據(jù)任務(wù)要求我們選擇第一種，此法用于計(jì)算傳遞扭矩，不受或受較小彎矩的軸。材料選用40Cr ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》查得所以直徑取35mm,扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力滿足要求。軸在載荷作用下會(huì)發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，故要進(jìn)行剛度校核。軸的剛度分為扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度兩種，前者用扭轉(zhuǎn)角衡量，后者以撓度和偏轉(zhuǎn)角來衡量。 軸的扭轉(zhuǎn)剛度軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核是計(jì)算軸的在工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)變形量，是用每米軸長的扭轉(zhuǎn)角度量的。軸的扭轉(zhuǎn)變形要影響機(jī)器的性能和工作精度。軸的扭轉(zhuǎn)角查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知對(duì)一般傳動(dòng)，可取，滿足要求。