【文章內容簡介】 外嚙合齒輪泵由裝在殼體內的一對齒輪所組成。齒兩側有端蓋(圖中未示出)，殼體、端蓋和齒輪的各個齒隙組成了許多密封工作腔。目前國內的液壓傳動教材[4]中對齒輪泵工作原理的解釋為:當泵的齒輪旋轉時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)吸油管進入吸油腔將齒間充滿并隨著齒輪旋轉,把油液帶到壓油腔內,在壓油區(qū)一側由于輪齒在這里逐漸進入嚙合,密封容積不斷減小油液便被擠出送到壓力管路中去,當齒輪按圖示方向旋轉時，側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)吸油管進入吸油腔，將齒間槽充滿，并著齒輪旋轉，把油液帶到左側壓油腔。在壓油區(qū)一側，由于齒輪在這里逐漸進入嚙合，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計思路設計外嚙合齒輪泵，首先必須知道下列數(shù)據(jù)要求：（l/min）（r/min）（Mpa）設計齒輪泵，可按照下列思路進行：1．確定性能參數(shù)2．確定齒輪參數(shù)3．設計泵的結構設計齒輪泵時，應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，以求技術上先進，經(jīng)濟上合理第2章　外嚙合齒輪泵的設計計算 引言由于本課題屬于一種創(chuàng)新設計，所設計的外嚙合齒輪泵是一種液壓產品，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)綜合對比分析，最終采用如下幾方面的分析計算設計：（1）性能參數(shù)的分析確定；（2）齒輪結構的設計計算；（3）軸的設計計算；（4）泵體結構的設計計算與確定。 性能參數(shù)的分析確定根據(jù)設計任務書，已知外嚙合齒輪泵額定壓力：△p =；額定轉速：n=1450r/min；公稱排量：q =63mL/r。 齒輪結構的設計計算 定刀具角和齒頂高系數(shù)采用標準刀具，齒頂高系數(shù) 齒數(shù) z 模數(shù) m 和齒寬 B 的確定用于機床或其它對流量的均勻性要求較高的低壓齒輪泵，一般取Z＝１４～３０；用于工程機械及礦上極限的中高壓和高壓齒輪泵，對流量的均勻性要求不高．但要求結構尺寸小，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）而近來新設計中高壓齒輪泵時，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)計算出流量： Q=qn=631450=根據(jù)模數(shù)近似計算公式：m=（~） =~但是根據(jù)實際情況，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：名稱代號計算公式理論中心距實際中心距齒頂圓直徑基圓直徑齒側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（主要是振動情況）對其造成的影響，使用系數(shù)的確定：原動機工作特性工作機工作特性均勻平穩(wěn)輕微轉動中等振動強烈振動均勻平穩(wěn)輕微振動中等振動強烈振動。2）齒輪精度的確定機 器 名 稱精 度 等 級機 器 名 稱精 度 等 級汽輪機3 6拖拉機6 8金屬切削機床3 8通用減速器6 8航空發(fā)動機4 8鍛壓機床6 9輕型汽車5 8起重機7 10載重汽車7 9農業(yè)機械8 11齒輪精度此處取7。3）動載系數(shù)的確定動載系數(shù)表示由于齒輪制造及裝配誤差造成的不定常傳動引起的動載荷或沖擊造成的影響。動載系數(shù)的實用值應按實踐要求確定，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)是由于齒輪作不對稱配置而添加的系數(shù)，此設計齒輪對稱配置故取1。5）齒間載荷分配系數(shù)的確定一對相互嚙合的齒輪當在嚙合區(qū)有兩對或以上齒同時工作時，載荷應分配在這兩對或多對齒上。但載荷的分配并不平均，因此引進齒間載荷分配系數(shù)以解決齒間載荷分配不均的問題。對直齒輪及修形齒輪，取。6）彈性系數(shù)，單位—— ，此設計中齒輪材料選為（%%，%%），調質后表面淬火，由《機械設計》表106可取。 彎曲疲勞強度壽命系數(shù) 7）動載系數(shù) =8）齒輪的輸入功率設齒輪泵功率為，流量為Q，工作壓力為P，則 所以每個齒輪的功率為9）計算齒輪傳遞的轉矩 10）接觸疲勞強度極限由《機械設計手冊》按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限。11）接觸疲勞壽命系數(shù)由《機械設計手冊》查得接觸疲勞壽命系數(shù) 14）計算接觸疲勞許用應力 ，安全系數(shù)S=1 15）計算接觸疲勞強度載荷系數(shù) 徑向力 因為齒數(shù)比u=1 = 479MPa 所以齒輪的劫持疲勞強度滿足要求。 齒面彎曲強度校核1）彎曲疲勞強度極限由《機械設計手冊》查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 。2）彎曲疲勞壽命系數(shù)由《機械設計手冊》取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）計算彎曲疲勞許用應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)及應力校正系數(shù)由《機械設計手冊》查取齒形系數(shù) 應力校正系數(shù)。6）計算齒根危險截面彎曲強度 所以，按齒面接觸疲勞強度校核，所選齒輪參數(shù)符合要求，按齒根彎曲疲勞強度校核亦符合?！≥S的設計計算 軸最小直徑計算的選擇：由《機械設計》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，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軸的工作轉速,r/min又考慮在聯(lián)軸器處有兩個鍵槽，將直徑增大，則： 綜合考慮，圓整后選擇d=35mm。 軸的強度計算一般可以分為三種： ，根據(jù)任務要求我們選擇第一種，此法用于計算傳遞扭矩，不受或受較小彎矩的軸。材料選用40Cr ，由《機械設計手冊》查得所以直徑取35mm,扭轉剪應力滿足要求。軸在載荷作用下會發(fā)生彎曲和扭轉變形，故要進行剛度校核。軸的剛度分為扭轉剛度和彎曲剛度兩種，前者用扭轉角衡量，后者以撓度和偏轉角來衡量。 軸的扭轉剛度軸的扭轉剛度校核是計算軸的在工作時的扭轉變形量，是用每米軸長的扭轉角度量的。軸的扭轉變形要影響機器的性能和工作精度。軸的扭轉角查《機械設計手冊可知對一般傳動，可取，滿足要求。