1、現(xiàn)有泵結(jié)構(gòu)與性能分析

　　原有外嚙合齒輪泵工作原理是兩外嚙合齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng),在吸油腔內(nèi)輪齒逐漸分離,油液在大氣壓作用下,進(jìn)入吸油腔后隨齒輪旋轉(zhuǎn)帶到壓油腔。然后輪齒逐漸嚙合,壓力升高后油液被擠出輸送到壓力回路中。其傳動(dòng)原理如圖1所示。

圖1　齒輪泵傳動(dòng)原理

　　這種齒輪泵存在以下不足:

　　(1)密封容積小,故流量小且不可調(diào),工作效率低;

　　(2)工作中每一對(duì)輪齒嚙合時(shí)容積變化不均勻。會(huì)形成較大流量和壓力脈動(dòng),并產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲;

　　(3)齒輪泵泄漏較多,能量損失較大;

　　(4)齒輪軸及軸承所承受的徑向力不平衡,可能導(dǎo)致傳動(dòng)軸彎曲變形,齒頂和泵體內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦。

　　為了克服這些不足,作者設(shè)計(jì)了一種新型齒輪泵,可以增大泵的流量,提高泵的工作穩(wěn)定性。

2、異形齒輪泵設(shè)計(jì)

2.1、異形齒輪泵組成

　　異形齒輪泵組成如圖2所示。

圖2　異形齒輪泵結(jié)構(gòu)

2.2、工作原理

　　花鍵軸一端與外部設(shè)備電動(dòng)機(jī)相連接。另一端是花鍵槽,它與主動(dòng)齒輪相配合帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng), 6個(gè)從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪形成外嚙合。主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)6個(gè)從動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),相當(dāng)于6組普通齒輪泵同時(shí)工作。由于6個(gè)從動(dòng)輪在主動(dòng)輪的周圍對(duì)稱分布,工作時(shí)產(chǎn)生的徑向力能相互抵消,噪聲和振動(dòng)比傳統(tǒng)齒輪泵有明顯降低。在此設(shè)計(jì)了一種雙模數(shù)的異形齒輪傳動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)齒輪傳動(dòng)。由于大齒輪的作用,齒輪泵流量提高。異形齒輪結(jié)構(gòu)如圖3所示,異形齒輪泵工作原理如圖4所示。

圖3　異形齒輪結(jié)構(gòu)圖        圖4　異形齒輪泵工作原理

2.3、異形齒輪泵的各項(xiàng)性能參數(shù)

2.3.1、異形齒輪泵各項(xiàng)參數(shù)

　　通過設(shè)計(jì),確定齒輪泵的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)為:

(1)從動(dòng)輪主要技術(shù)參數(shù)

　　大齒模數(shù)m大=2.25mm, 小齒模數(shù)m小=0.75mm,從動(dòng)輪小齒齒數(shù)Z小=24,從動(dòng)輪齒槽數(shù)n′=3,從動(dòng)齒輪個(gè)數(shù)n=6,從動(dòng)輪齒頂圓直徑da=21.75mm,從動(dòng)輪齒根圓直徑df=20.25mm,從動(dòng)輪開槽深度h=3.375mm=主動(dòng)輪大齒齒高,從動(dòng)輪寬度B=主動(dòng)輪寬度=20mm。

(2)主動(dòng)輪主要技術(shù)參數(shù)

　　大齒模數(shù)m大=2.25mm, 小齒模數(shù)m小=0.75mm,主動(dòng)輪小齒齒數(shù)Z小=72,主動(dòng)輪大齒齒數(shù)Z大=8,主動(dòng)輪個(gè)數(shù)n=1,主動(dòng)輪小齒齒頂圓直徑da1=55.5mm,主動(dòng)輪小齒齒根圓直徑df=52.125mm, 主動(dòng)輪大齒齒頂圓直徑da2=58.5mm。

2.3.2、異形齒輪泵的排量

　　齒輪泵排量是指按泵的密封腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的泵每轉(zhuǎn)排出液體的體積。齒輪泵排量等于齒輪所有齒槽容積之和。

　　假若齒槽容積等于輪齒體積,則齒輪泵排量等于1個(gè)齒輪的齒槽容積和輪齒的總和。實(shí)際上齒槽容積稍大于輪齒體積,故Φ 取為3.33,計(jì)算可得異形泵排量:　

式中V ———異形泵排量, mL/r
　　n′———從動(dòng)輪的齒槽數(shù), n=3
　　B ———從動(dòng)輪的寬度,B=20mm

　　通過試驗(yàn),對(duì)異形齒輪泵的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)量結(jié)果見表1。

表1　異形齒輪泵的技術(shù)參數(shù)