【正文】 本次設(shè)計(jì)是齒輪泵的三維造型，它是通過兩個(gè)齒輪相嚙合來改變工作腔容積的大小，進(jìn)而產(chǎn)生不同的壓力達(dá)到吸油和排油的目的。與軸一同安裝在可更換的軸套內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。 ： 本系列齒輪泵主要有齒輪、軸、泵體、泵蓋、軸端密封等組成。 圖 裝配示意圖 齒輪泵用途、應(yīng)用范圍、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ： 適用于輸送不含固體顆粒和纖維，無腐蝕性，溫度不高于 80℃，粘度為 5 106～ 103m2/s（ 51500cSt)的潤滑油或性質(zhì)類似潤滑油的其他液體以及用于液壓轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。一對(duì)嚙合的齒輪旋轉(zhuǎn)，在泵體 3上方進(jìn)油口處產(chǎn)生局部真空，使壓力降低，油被吸入，油從齒輪的齒隙被帶到下方出油口處。齒輪軸 6 上裝有 墊片 4，通過 墊片 壓緊 螺母 1壓緊，防止油 滲出，起密封作用。齒輪軸 7 兩端分別由泵體 3 和端蓋 8 支承。 第二章 齒輪泵的工作原理及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒輪泵的工作原理 圖 工作原理圖 1壓緊螺母 2軸套 3泵體 4墊片 5銷 6齒輪軸 7齒輪 8泵蓋 9螺釘 這個(gè)齒輪泵由泵體 3，端蓋 8，主動(dòng)齒輪軸 6，從動(dòng)齒輪 7 等 15 種零件組成的。同 AutoCAD 相比，它的技術(shù)特點(diǎn)就是參數(shù)化管理，所有的算法都是矢量化的，三維與二維圖形元素具有關(guān)聯(lián)性，是目前不可多得的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。尤其是集設(shè)計(jì)、工程及制造系統(tǒng)于一體的 UG軟件，Pro／ Engineer 是一個(gè)典型的模塊化集成軟件，其功能非常強(qiáng)大，最顯著的的特征就是使用參數(shù)化的特征造型。目前，市面上可供選擇的軟件有很多，主要包括高端的 Pro／Engineer， IDEAS， UG， CATIA 和中端的 Solidworks， SolidEdge 等 3D 設(shè)計(jì)軟件。三維開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，可謂是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的一次革命。正因?yàn)槠渲T多特點(diǎn)引起了多人對(duì)其進(jìn)行研究，目前三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的境界，它能為產(chǎn)品開發(fā)人員提供更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段，具有形象生動(dòng)、直觀明了、快速響應(yīng)等設(shè)計(jì)特點(diǎn)，其開發(fā)過程很符合設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維。多采用三片式結(jié)構(gòu)、浮動(dòng)軸套軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施、鋁合金殼體徑向“掃膛”工藝，并采用平衡槽以減小齒輪 (軸承 )的徑向不平衡力。外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、制造維護(hù)方便、價(jià)格低廉、工作可靠、自吸能力強(qiáng)、對(duì)油液污染不敏感等。這里嚙合點(diǎn)處的齒面接觸線一直分隔高、低壓兩腔起著配油作用，因此在齒輪泵中不需 要設(shè)置專門的配流機(jī)構(gòu)，這是它和其它類型容積式液壓泵的不同之處。在壓油區(qū)一側(cè)，由于輪齒在這里逐漸進(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。 一、 外嚙合齒輪泵的工作原理 圖 齒輪泵原理圖 圖 齒輪泵結(jié)構(gòu)圖 上圖 為外嚙合齒輪泵的工作原理圖，它由裝在殼體內(nèi)的一對(duì)齒輪所組成，齒輪兩側(cè)有端蓋（圖中未示出），殼體、端蓋和齒輪 的各個(gè)齒間槽組成了許多密封工作腔。當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)密封容積沿軸向移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)吸油和排油 利用螺 桿槽內(nèi)容積的移動(dòng)，產(chǎn)生泵的作用。采用端面 配油 徑向載荷由缸體外周的大軸承所平衡，以限制缸體的傾斜 利用配流盤配流 傳動(dòng)軸只傳遞轉(zhuǎn)矩、軸徑較小。這樣兩個(gè)葉片與轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)表面所構(gòu)成 的工作容積，先由小到大吸油后再由大到小排油，葉片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，完成兩次吸油和兩次排油 利用插入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的葉片間容積變化，完成泵的作用。在軸對(duì)稱位置上布置有吸、排油口。為進(jìn)一步發(fā)展液壓泵，下面介紹典型液壓泵的工作原理及主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 表 類型 結(jié)構(gòu)、原理示意圖 工作原理 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 外嚙合齒輪泵 當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在 A 腔，由于輪齒脫開使容積逐漸增大，形成真空從油箱吸油，隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)充滿在 齒槽內(nèi)的油被帶到 B腔，在 B 腔，由于輪齒嚙合，容積逐漸減小，把液壓油排出 利用齒和泵殼形成的封閉容積的變化，完成泵的功能，不需要配流裝置，不能變量 結(jié)構(gòu)最簡單、價(jià)格低、徑向載荷大 內(nèi)嚙合齒輪泵 當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)外齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，與此相嚙合的內(nèi)齒輪也隨著旋轉(zhuǎn)。 三、按所適用的介質(zhì)分類 分為清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等 。另外還有利用電磁力輸送液體的電磁泵。 其它類型泵 包括利用流體靜壓或流體流體動(dòng)能來輸送液體的流體動(dòng)力泵。常見的往復(fù)式泵有各種型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。它們分別由泵內(nèi)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生擠壓作用將液體吸入并壓出。葉片式泵包括離心泵、混流泵、軸流泵、部分流泵及旋渦泵。但不管怎樣，齒輪泵的變排量將是一個(gè)發(fā)展方向。為了改變齒輪泵的排量，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了很多研究成果。這方面，平衡式復(fù)臺(tái)齒輪泵具有顯著優(yōu)勢(shì)，如 1臺(tái)三惰輪復(fù)合齒輪泵的排量相當(dāng)于 6臺(tái)單泵的排量。 (4)大排量對(duì)于一些要求快速運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)來說，大排量是必需的。對(duì)于外嚙臺(tái) 齒輪泵，要實(shí)現(xiàn)完全卸荷是很困難的，因此進(jìn)一步降低泵的噪聲受到一定的限制。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng) 對(duì)齒輪泵的噪聲要求也越來越嚴(yán)格。降低流量脈動(dòng)的方法，除了前面所介紹的措施外，采用內(nèi)嚙合齒輪泵及多齒輪泵 (如復(fù)合齒輪泵 )將是一種趨勢(shì) 。這方面，多齒輪泵將有很大優(yōu)勢(shì)，尤其是 平衡式復(fù)合齒輪泵。為了適應(yīng)這種要求，齒輪泵除積極采取措施保持其在中低壓定量系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等的霸主地位外，尚需向以下幾個(gè)方向發(fā)展： (1)高壓化高壓化是系統(tǒng)所要求的，也是齒輪泵與柱塞泵、葉片泵競(jìng)爭所必須解決的問題。 目前國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)以上兩個(gè)問題所進(jìn)行的研究是： (1)對(duì)齒輪泵的徑向間隙進(jìn)行補(bǔ)償； (2)減小齒輪泵的徑向液壓力，如優(yōu)化齒輪參數(shù)，縮小排液口尺寸等； (3)提高軸承承 載能力，如采用復(fù)合材料滑動(dòng)軸承代替滾針軸承等 ,但這些方法都沒有從根本上解決問題。關(guān)于降低齒輪泵流量脈動(dòng)的方法已有很多，如合理選擇齒輪的參數(shù)；采用剖分式齒輪；采用多齒輪等； (6)輪齒表面涂覆技術(shù)及其特點(diǎn)； (7)輪齒彎曲應(yīng)力及接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 ， 齒輪泵的輪齒彎曲應(yīng)力及接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算與一般齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的彎曲應(yīng)力 及接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算是有區(qū)別的； (8)齒輪泵的變量方法研究 ； (9)齒輪泵的壽命及其影響因素； (10)齒輪泵高壓化的途徑，而提高工作壓力所帶來的問題是： ○1軸承壽命大大縮短； ○2 泵泄漏加劇 ， 容積效率下降。 (1)齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)； (2)補(bǔ)償面及齒間油膜的計(jì)算機(jī)轆助分折； (3)困油沖擊及卸荷 措施 ， 齒輪泵的困油現(xiàn)象對(duì)齒輪泵乃至整個(gè)液壓系統(tǒng)都產(chǎn)生了很大的危害。另外，其排量不可調(diào)節(jié)， 使用范圍受到限制。 齒輪泵的研究現(xiàn)狀 齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，體積小，重量輕，且有自吸能力強(qiáng)、對(duì)油液污染不敏感等特性，因而應(yīng)用較為廣泛。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學(xué)者的理論研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領(lǐng)域也日益擴(kuò)大，已 成為現(xiàn)代應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的泵。 1851～1875 年，帶有導(dǎo)葉的多級(jí)離心泵相繼被發(fā)明，使得發(fā)展高揚(yáng)程離心泵成為可能。 1689 年，法國物理學(xué)家帕潘發(fā)明了四葉片葉輪 的蝸殼離心泵。 利用離心力輸