【正文】 2=20 %篩選依據(jù) dlmwrite(39。z2/z1=10amp。z2/z1=amp。Lp*amp。 if p*Lamp。 Matlab 代碼如下： p=。齒輪的模數(shù)只能從一系列標(biāo)注值中選取，而齒數(shù)必須是整數(shù)。 取 1n =1500r/min，齒寬系數(shù) d? =，即 b= ， 容積效率 v? =。()2 ta nz z inv ??? ??? ? ? 式中， 21,??分別為 小 齒輪和內(nèi)齒輪的變位系數(shù)。即保證如下關(guān)系 39。只有這樣才能做出嚙合線，保證嚙合角 39。由此可知，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)齒輪時，其齒數(shù) 2z 不得小于 34. ，除了要求基圓齒距彼此相等。否則，由于基圓內(nèi)沒有漸開線，將造成齒頂部分有一段非漸開線齒廓，這就不能保證正確嚙合傳動。? 為嚙合角， 1a? 、 2a? 分別為 小 齒輪和 內(nèi)齒輪的齒頂壓力角，其計(jì)算公式分別為： 111arccosbaarr? ? ， 222arccosbaarr? ?， 式中， 1br 、 2br 分別為 小 齒輪和內(nèi)齒輪的基圓半徑， 1ar 、 2ar 分別為 小 齒輪和內(nèi)齒（ ） （ ） （ ） （ ） 15 輪的齒頂圓半徑。39。 內(nèi)嚙合齒輪副正確嚙合及連續(xù)傳動條件 一對漸開線內(nèi)嚙合齒輪副要正確嚙合并連續(xù)傳動，須滿足一下條件 [12]： ： 內(nèi)嚙合傳動時正確嚙合條件和外嚙合時相同，要求兩齒輪的基圓齒距相 等，即 1 1 2 2co s co smm??? 式中， 1m 、 2m 分別為小 齒輪和內(nèi)齒輪的 模數(shù)， 1? 、 2? 分別為小齒輪和內(nèi)齒輪的分度圓壓力角。泵運(yùn)行時，就是依靠齒的嚙合引起容積的變化從而完成吸油、排油的過程。 （ 3）由于小齒輪和內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)向相同，齒間相對滑動速度小，輪齒接觸應(yīng)力小，磨損小，因而壽命長。 （ 2）噪聲低。 內(nèi)嚙合齒輪泵的性能特點(diǎn) 內(nèi)嚙合齒輪泵作為齒輪泵的重要組成部分，在實(shí)際當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，它具有以下性能特點(diǎn) : （ 1） 流量、壓力的脈動小。小齒輪的齒頂與內(nèi)齒輪 輪齒之間的間隙有效容 積逐 圖 漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡圖 1螺釘 2后泵蓋 3O 形密封圈 4泵體 5浮動側(cè)板 6內(nèi)齒輪 7月牙板 8前泵蓋 9前端蓋 10滑動軸承 11內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈 12小齒輪軸 13鍵 漸變大，即齒間容積逐漸變大，形成真空狀態(tài)，油液在大氣壓力作用下進(jìn)在吸油腔 a，從而進(jìn)入吸油狀態(tài)，并將油液填滿泵的小齒輪與內(nèi)齒 輪 間的低壓腔 a； 這 13 時，因?yàn)樾↓X輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，小齒輪與內(nèi)齒 輪進(jìn)入嚙合的區(qū)域是由小齒輪內(nèi)齒輪 的嚙合 最淺處的位置上逐漸向相反的位置滑動，即小齒輪的齒頂與內(nèi)齒輪 輪齒間的間隙由大逐漸變小，即齒間容積逐漸縮小，形成擠壓狀態(tài)，將油液排入泵的壓油腔 b， 并從內(nèi)齒輪 6 中沿著圓周布置的多個徑向小孔排擠出去，從而進(jìn)入排油狀態(tài)。浮動側(cè)板 5 在背壓室油液的作用下貼在小齒 輪和內(nèi)齒環(huán)組成的高壓區(qū)端面，起到了自動補(bǔ)償端面間隙的作用， 有利于提高泵的容積效率?；瑒虞S承 10（兩個） 裝于泵體 4 和前泵蓋 8 的軸承孔內(nèi)，用來支承外齒小齒輪 12 的軸頸，內(nèi)齒 輪 6 直接 用 泵體 4 支承，兩齒輪的兩側(cè)面裝有 兩個 浮動側(cè)板 5。 內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理 漸開線齒形 內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。擺線轉(zhuǎn)子泵的轉(zhuǎn)速范圍可達(dá) 400?8000r/min。偏心距不正確將影響內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的嚙合，從而使效率下降，并產(chǎn)生噪聲，甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的損壞。 (6)擺線轉(zhuǎn)子泵 其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 。因?yàn)辇X數(shù)比 QT 泵少，與同樣排量的泵相比，齒輪齒根加寬，使承載能力提高，一級齒輪副即能承受 32MPa 的壓力。 (5)QX 泵 該泵是瑞士 Turninger 公司在 QT 泵的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型產(chǎn)品。按不同的壓力和排量組合成多大 1300 多種規(guī)格。 QT 泵可由雙極、三級齒輪副串聯(lián)加壓，后者額定壓力可達(dá) 30MPa。 圖 QT 泵的結(jié)構(gòu)簡圖 外齒輪齒廓為直線 ， 內(nèi)齒圈齒廓為 與 直線共扼 的曲 線，齒數(shù)比 13:17。排量 ?125ml/r，轉(zhuǎn)速范圍300?4000r/min。該泵機(jī)械效率、容積效率都比較高，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。按出口壓力分為低壓泵 IPN(12MPa)、中壓泵 IPR(21MPa)、高壓泵 IPH(32MPa)3個 系列。 圖 IP 泵的結(jié)構(gòu)簡圖 內(nèi)外轉(zhuǎn)子均為修正漸開線齒形，齒數(shù)比 13:20。排量5?125ml/r，額定壓力 ，轉(zhuǎn)速范圍 600?4000r/min。 圖 TCP 泵的結(jié)構(gòu)簡圖 該泵內(nèi)轉(zhuǎn)子為短副等距外擺線，外轉(zhuǎn)子為圓弧曲線，齒數(shù)比為 9:11。排量 ?，額定壓力 10MPa，轉(zhuǎn)速范圍 500?3000r/min。內(nèi)外轉(zhuǎn)子間用固定月牙板隔開，無間隙補(bǔ)償，噪音低。 9 2 內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理 內(nèi)嚙合齒輪泵的分類 目前，國內(nèi)外市場上的內(nèi)嚙合齒輪泵主要有以下幾種 [11]： （ 1） GPA 泵美國 VICKERS 公司產(chǎn)品，上海機(jī)床廠引進(jìn)其技術(shù)消化吸收后已形成大批量生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 所示。進(jìn)出油 孔的大小及位置要設(shè)置得當(dāng)，才能實(shí)現(xiàn)各自的功能。其中浮動側(cè)板是重點(diǎn)，浮動側(cè)板可以軸向移動，實(shí)現(xiàn)軸向間隙的自動補(bǔ)償。僅僅滿足排量要求的齒輪副有很多，我們要從齒輪的各種干涉、重合度、強(qiáng)度等方面考慮，選出既符合齒輪副的傳動要求，又滿足齒輪泵排量要求的一對齒輪副。 設(shè)計(jì)時從漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵的排量開始。 本課題的研究內(nèi)容和方法 本課題主要完成一個大流量內(nèi)嚙合齒輪泵的設(shè)計(jì)，詳細(xì)到每一個零部件。 （ 6） 信息化、智能化控制 由于液壓比例技術(shù)的發(fā)展，在變量控制系統(tǒng)中采用比例或伺服閥，將電子控制和液壓變量控制完美地結(jié)合起來。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。但普通齒輪泵排量的提高受到很多因素的限制。在這方面，內(nèi)嚙合齒輪泵因 8 具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無困油現(xiàn)象、噪聲低等特點(diǎn)，因此今后將會有較大發(fā)展。前者與齒輪的加工和安裝精度有關(guān)，后者則主要取決于泵的卸荷是否徹底。 （ 3） 低噪聲 隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，對齒輪泵的噪聲要求也越來越嚴(yán)格。 （ 2） 低流量脈動 流量脈動將引起壓力脈動，從而導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲，這是與現(xiàn)代液壓系統(tǒng)的要求不符的。齒輪泵的高壓化工作已取得較大進(jìn)展，但因受其本身結(jié)構(gòu)的限制，要想進(jìn)一步提高工作壓力是很困難的，必須研制出新結(jié)構(gòu)的齒輪泵。 液壓傳動系統(tǒng)正向著快響應(yīng)、小體積、低噪聲的方向發(fā)展。 齒輪泵的發(fā)展趨勢 近年來，隨著齒輪泵產(chǎn)量的不斷增長，在齒輪泵向高壓化、高可靠性發(fā)展的推動下，我國齒輪泵技術(shù)有了新的發(fā)展和突破。從減小徑向力的措施上看，齒輪泵的發(fā)展經(jīng)歷了 ： 擴(kuò)大高壓區(qū) →擴(kuò)大低壓區(qū)，并利用徑向浮動補(bǔ)償力達(dá)到受力平衡的過程，因而大大改善了齒輪泵的受力情況，明顯提高了齒輪泵的使用壽命。其中復(fù)合齒輪泵在這方面有很大的發(fā)展?jié)摿?。產(chǎn)生這兩個問題的根本原因在于齒輪上作用了不平衡的徑向液壓力，且工作壓力越高，徑向液壓力越大。 （ 10） 齒輪泵高壓化的途徑。齒輪泵的排量不可變也是限制其更廣泛應(yīng)用的一個重要因素。文獻(xiàn) [7][8]對此進(jìn)行了研究。 （ 7） 輪齒彎曲應(yīng)力及接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算。關(guān)于降低齒輪泵流量脈動的方法已有很多，如合理選擇齒輪的參數(shù) ； 采用剖分式齒輪 ； 采用多齒輪等。 （ 5） 降低齒輪泵的流量脈動的方法?，F(xiàn)在人們對噪聲的控制越來越重視，而齒輪泵的噪聲大一直是令人困擾的問題。困油沖擊與齒輪嚙合的重疊系數(shù)及卸荷是否完全等有很大關(guān)系 （ 包括卸荷槽的位置、形狀及面積等 ） 。 （ 3） 困油沖擊及卸荷措施。 國內(nèi)外有關(guān)齒輪泵的研究主要集中在以下幾個方面 [6]： （ 1） 齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。該泵機(jī)械效率、容積效率都比較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排量 ?250ml/min，轉(zhuǎn)速范圍 400?3600r/min。捷克研制的泵，從動齒輪裝在滾珠支撐上，以保證與主動輪的自定心，且降 低 噪聲 ，減小磨損 。寧波華液機(jī)器制造有限公司生產(chǎn)的 GPA 內(nèi)嚙合齒輪泵其工作壓力也達(dá)到了，最高工作壓力達(dá) 33MPa，現(xiàn)已發(fā)展成 5 大系列，其結(jié)構(gòu)與 GPA 型類似。在 第二級，泵進(jìn)口壓力 ，出口壓力 25MPa； 兩級的壓差都是 ，合理的 6 布置致使在不增加主軸 負(fù)載 的同時，提高泵的輸出壓力，保證了泵的使用壽命。上 海航空發(fā)動機(jī)制造廠參照國外 QT 泵樣機(jī)設(shè)計(jì)制造了 NB 系列直線 共軛 內(nèi)嚙合齒輪泵。 CBZb 型系列采用齒輪軸向，徑向浮動補(bǔ)償，減小齒輪泵固有的徑向力，在使用滾動軸承的情況下，達(dá)到了高壓力，現(xiàn)已在中國、美國、日本等國家申請了專利。 （ 3） 典型的高壓齒輪泵有長江液壓件廠的 CBL 型齒輪泵，具有軸向間隙和徑向間隙平衡結(jié)構(gòu) [5]。 我國齒輪泵發(fā)展?fàn)顩r為 ： （ 1） 低壓齒輪泵的徑向間隙和軸向間隙為定值，采用間隙密封原理工作，上海機(jī)床廠的 BC 型泵和無錫液壓件廠的 CBB 型泵屬于此類泵。近三十年來，經(jīng)過了液壓工作者的努力，如采用軸向、徑向間隙補(bǔ)償?shù)确椒?，齒輪泵的壓力等級明顯提高，己擠入中高壓泵之列，改變了過去人們認(rèn)為齒輪泵只用于低壓系統(tǒng)的看法。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速低于 200?300r/min時，容積效率將降到不能允許的地步。 容積效率為 ?； 總效率為?。低壓齒輪泵的工作壓力為； 中高壓齒輪泵的工作壓力為 16?20MPa； 某些高壓齒輪泵的工作壓力 已達(dá)到 33MPa。 按級 數(shù)分類 （ 1） 單級齒輪泵； （ 2） 多級齒輪泵：將多個齒輪泵串聯(lián)而成，可使輸出液體的壓力增高。 按嚙合齒輪的個數(shù)分類 （ 1） 二齒輪式：常用齒輪采用的形式。 其中斜齒、人字齒、圓弧齒與直齒相比，嚙合性能好一些，嚙合無聲、無撞擊，壽命長。外嚙合漸開線齒形結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好，工作可靠，相對噪聲較葉片泵、柱塞泵大；內(nèi)嚙合漸開線齒形較外嚙合漸開線齒形加工難度大，但噪聲低；內(nèi)嚙合直線共軛齒形、內(nèi)嚙合擺線齒形工藝加工要求高、相對復(fù)雜、成本高 1。 按齒形曲線分類 在外嚙合齒輪泵中，齒輪的齒形曲線一般都采用漸開線（也有采用圓弧齒形的）。但是內(nèi)嚙合齒輪泵同樣 存在徑向液壓力不平衡的問 4 題，限制了其工作壓力的進(jìn)一步提高。由于齒輪同向旋轉(zhuǎn)，齒面相對滑動速度小、磨損輕微、使用壽命長、流量脈動遠(yuǎn)比外內(nèi)嚙合泵小，因而噪聲小。工作壓力的提高受到徑向液壓力和容積效率的限制；流量脈動大，噪聲高。 3 表 三大泵的應(yīng)用現(xiàn)狀 齒輪泵的分類 按齒輪的嚙合形式分類 （ 1） 外嚙合齒輪泵 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)簡單 、價格低廉、工作可靠、自吸能力強(qiáng)、對油液污染不敏感等。它是機(jī)械工業(yè)中的一類重要產(chǎn)品，是發(fā)展現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)不可少的機(jī)械設(shè)備之一 [3]。 圖 三大泵的產(chǎn)量占有比 泵的應(yīng)用范圍特別廣，從上天的飛機(jī)，到入地的鉆井、采礦；從陸地上的火車、坦克，到海上的輪船、潛艇；不論是重工業(yè)，還是輕工業(yè)；不論是尖端科技，還是日常生活，到處都需要泵，到處都可以看到泵在運(yùn)行。葉片泵由于壓力級的提高、噪聲低的優(yōu)勢明顯，一直具有不可替代的地位。 齒輪泵由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低、重量輕、外形尺寸小、自吸性好、對油液不敏感、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn) 2 圖 液壓泵的分類 量居絕對優(yōu)勢。 從世界各國以及我國的實(shí)際應(yīng)用而言，齒輪泵、葉片泵、柱塞泵呈三足鼎立之勢，近年來其發(fā)展應(yīng)用趨勢并無明顯的變化。 液壓泵的型式非常多，常用的類型主要可以分為 :齒輪式、葉片式、螺桿式、軸向柱塞式、徑向柱塞式等五類。 （ 4） 必須使泵在吸油時吸油腔與油箱相通時，而與壓油腔不通 ； 在壓油時壓油腔與壓油管道相通時，而與吸油腔不通。 （ 2） 油箱必須與大氣相通，這是自吸式液壓泵的吸油條件。液壓泵的吸、壓油過程就是靠密封容積的不斷變化而實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油是液壓泵的共同特點(diǎn)，因此這種泵也稱為容積泵。 關(guān)鍵字 ：漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵，設(shè)計(jì)， 內(nèi)嚙合齒輪副， 浮動側(cè)板 IV Abstract Internal gear pumps have significant advantages over other types of pumps, such as, pact structure, less sensitive to contaminants, little flow pulsation, low noise level and long durability. Internal gear pumps have a bright prospect. However the displacement of domestic internal gear pumps is small, which makes its use limited. This research aims to design a internal gear pump in large displacement. The displacement of in