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齒輪泵簡單介紹
發(fā)表日期：2021-07-12 點擊次數(shù): 1632
齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的種液壓泵，它般做成定量泵，按結(jié)構(gòu)不同，齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵，而以外嚙合齒輪泵應用廣。
齒輪泵結(jié)構(gòu)特點：
1.自吸性能好；
2.吸排方向完全取決于泵軸的回轉(zhuǎn)方向；
3.泵的流量不大、連續(xù)，但有脈動，噪音較大；脈動率在11%~27%，其不均勻度與齒輪齒數(shù)、形狀有關(guān)，斜齒輪比直齒輪不均勻度小，而人字齒輪又比斜齒輪不均勻度小，齒數(shù)越少脈動率越大；
4.理論流量由工作部件的尺寸和轉(zhuǎn)速決定，與排出壓力無關(guān)；排出壓力與負載的壓力有關(guān)；
5.結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，易損件少（不需設吸排閥），耐沖擊，工作可靠，可與電機直接連接（不需設減速裝置）；
6.摩擦面多，不宜排送含固體顆粒的液體，宜排送油類。
外嚙合齒輪泵
相互嚙合的對齒輪的齒圓柱和兩側(cè)端面，靠緊泵殼的內(nèi)壁，各齒槽與殼體內(nèi)壁之間圍成了系列互不相通的密封工作空腔K。由嚙合輪齒隔開的D、G腔分別是與泵吸入口和排出口相通的吸入室和排出室。
當齒輪按圖所示方向旋轉(zhuǎn)時，由于嚙合輪齒逐漸退出嚙合狀態(tài)，使吸入室D的容積逐漸增大，壓力降低。在吸液池液面壓力和D腔內(nèi)低壓之間的壓差作用下，液體自吸入池經(jīng)吸液管和泵吸入口進入吸入室D。隨后又進入封閉的工作空間K，并由齒輪的轉(zhuǎn)動被帶至排出室G。因兩齒輪輪齒從上側(cè)開始逐漸進入嚙合狀態(tài)，個齒輪的輪齒逐漸占據(jù)另個齒輪的齒槽空間，使位于上側(cè)的排出室容積逐漸減小，室內(nèi)液體壓力升高，于是從泵排出口排出泵外。齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，上述吸、排液過程就連續(xù)不斷進行了。
齒輪泵的基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。物料在吸入口進入兩個齒輪中間，并充滿這空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，后在兩齒嚙合時排出。
使用問題
齒輪泵的困油現(xiàn)象
齒輪泵的嚙合過程中，同時嚙合的齒輪對數(shù)應該多于一對，即重疊系數(shù)ε應大于1(ε=1.4)才能正常工作。留在齒間的油液就被困在兩對同時嚙合的輪齒所形成的個封閉空間內(nèi)，這個空間的容積又將隨著齒輪的轉(zhuǎn)動而變化。這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象
變小時：油液不可壓縮，油液被擠壓，壓力升高，就從零件接合面的縫隙中強行擠出（這個壓力比油泵的工作壓力高很多，甚至可達幾百個大氣壓），使齒輪和軸承受到很大的徑向壓力和附加載荷。
變大時：產(chǎn)生局部真空，空氣析出，發(fā)生汽化，引起汽蝕。
齒輪泵困油現(xiàn)象解決方法（消除、減輕的基點是泄壓）：
1.修正齒形， 使封閉空間的容積變化減小，該法應用較少。
2.泄壓孔法， 在從動齒輪的齒頂?shù)烬X根鉆徑向通孔，在從動齒輪軸上銑出兩條溝槽（加工復雜）。
3.泄壓槽（卸荷槽）法， 在泵兩側(cè)蓋的內(nèi)側(cè)，沿輪齒節(jié)圓的公切線方向，開出四個長方形的凹槽（在每個側(cè)蓋的進排油方向各開個）。凹槽的距離，必須大于一個輪齒齒間的厚度，以免使吸排腔直接溝通。
?對稱泄壓槽法：泵能正反轉(zhuǎn)，能大大減輕困油現(xiàn)象，但不完善；
?非對稱泄壓槽法： 即向吸入側(cè)方向移過個適當距離，該法能多回收部分高壓液體，噪音顯著下降，但泵不允許反轉(zhuǎn)。
內(nèi)嚙合齒輪泵
內(nèi)嚙合齒輪泵，由殼體、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子和泵蓋等組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子用鍵或銷子固定在轉(zhuǎn)子軸上，由曲軸齒輪直接或間接驅(qū)動，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子中心的偏心距為e，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動外轉(zhuǎn)子一起沿同一方向轉(zhuǎn)動。
一般轉(zhuǎn)子式機油泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子有4個或4個以上的凸齒，外轉(zhuǎn)子的凹齒數(shù)比內(nèi)轉(zhuǎn)子的凸子數(shù)多一個，這樣內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同向不同步的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的外廓形狀曲線為次擺線。
轉(zhuǎn)子齒形齒廓設計得使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度時，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子每個齒的齒形廓線上總能互相成點接觸。這樣內(nèi)、外轉(zhuǎn)子間形成4個工作腔，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，這4個工作腔的容積是不斷變化的。在進油道的一側(cè)空腔，由于轉(zhuǎn)子脫開嚙合，容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，機油被吸入，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，機油被帶到出油道的一側(cè)，這時，轉(zhuǎn)子正好進入嚙合，使這一空腔容積減小，油壓升高，機油從齒間擠出并經(jīng)出油道壓送出去。這樣，隨著轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，機油就不斷地被吸入和壓出。
內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，重量輕，吸油真空度較大，泵油量大，供油均勻性好，成本低，在中、小型發(fā)動機上應用廣泛。 其缺點是內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合表面的滑動阻力比齒輪泵大，因此功率消耗較大。
齒輪泵結(jié)構(gòu)特點：
1.自吸性能好；
2.吸排方向完全取決于泵軸的回轉(zhuǎn)方向；
3.泵的流量不大、連續(xù)，但有脈動，噪音較大；脈動率在11%~27%，其不均勻度與齒輪齒數(shù)、形狀有關(guān)，斜齒輪比直齒輪不均勻度小，而人字齒輪又比斜齒輪不均勻度小，齒數(shù)越少脈動率越大；
4.理論流量由工作部件的尺寸和轉(zhuǎn)速決定，與排出壓力無關(guān)；排出壓力與負載的壓力有關(guān)；
5.結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，易損件少（不需設吸排閥），耐沖擊，工作可靠，可與電機直接連接（不需設減速裝置）；
6.摩擦面多，不宜排送含固體顆粒的液體，宜排送油類。
外嚙合齒輪泵
相互嚙合的對齒輪的齒圓柱和兩側(cè)端面，靠緊泵殼的內(nèi)壁，各齒槽與殼體內(nèi)壁之間圍成了系列互不相通的密封工作空腔K。由嚙合輪齒隔開的D、G腔分別是與泵吸入口和排出口相通的吸入室和排出室。
當齒輪按圖所示方向旋轉(zhuǎn)時，由于嚙合輪齒逐漸退出嚙合狀態(tài)，使吸入室D的容積逐漸增大，壓力降低。在吸液池液面壓力和D腔內(nèi)低壓之間的壓差作用下，液體自吸入池經(jīng)吸液管和泵吸入口進入吸入室D。隨后又進入封閉的工作空間K，并由齒輪的轉(zhuǎn)動被帶至排出室G。因兩齒輪輪齒從上側(cè)開始逐漸進入嚙合狀態(tài)，個齒輪的輪齒逐漸占據(jù)另個齒輪的齒槽空間，使位于上側(cè)的排出室容積逐漸減小，室內(nèi)液體壓力升高，于是從泵排出口排出泵外。齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，上述吸、排液過程就連續(xù)不斷進行了。
齒輪泵的基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。物料在吸入口進入兩個齒輪中間，并充滿這空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，后在兩齒嚙合時排出。
使用問題
齒輪泵的困油現(xiàn)象
齒輪泵的嚙合過程中，同時嚙合的齒輪對數(shù)應該多于一對，即重疊系數(shù)ε應大于1(ε=1.4)才能正常工作。留在齒間的油液就被困在兩對同時嚙合的輪齒所形成的個封閉空間內(nèi)，這個空間的容積又將隨著齒輪的轉(zhuǎn)動而變化。這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象
變小時：油液不可壓縮，油液被擠壓，壓力升高，就從零件接合面的縫隙中強行擠出（這個壓力比油泵的工作壓力高很多，甚至可達幾百個大氣壓），使齒輪和軸承受到很大的徑向壓力和附加載荷。
變大時：產(chǎn)生局部真空，空氣析出，發(fā)生汽化，引起汽蝕。
齒輪泵困油現(xiàn)象解決方法（消除、減輕的基點是泄壓）：
1.修正齒形， 使封閉空間的容積變化減小，該法應用較少。
2.泄壓孔法， 在從動齒輪的齒頂?shù)烬X根鉆徑向通孔，在從動齒輪軸上銑出兩條溝槽（加工復雜）。
3.泄壓槽（卸荷槽）法， 在泵兩側(cè)蓋的內(nèi)側(cè)，沿輪齒節(jié)圓的公切線方向，開出四個長方形的凹槽（在每個側(cè)蓋的進排油方向各開個）。凹槽的距離，必須大于一個輪齒齒間的厚度，以免使吸排腔直接溝通。
?對稱泄壓槽法：泵能正反轉(zhuǎn)，能大大減輕困油現(xiàn)象，但不完善；
?非對稱泄壓槽法： 即向吸入側(cè)方向移過個適當距離，該法能多回收部分高壓液體，噪音顯著下降，但泵不允許反轉(zhuǎn)。
內(nèi)嚙合齒輪泵
內(nèi)嚙合齒輪泵，由殼體、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子和泵蓋等組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子用鍵或銷子固定在轉(zhuǎn)子軸上，由曲軸齒輪直接或間接驅(qū)動，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子中心的偏心距為e，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動外轉(zhuǎn)子一起沿同一方向轉(zhuǎn)動。
一般轉(zhuǎn)子式機油泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子有4個或4個以上的凸齒，外轉(zhuǎn)子的凹齒數(shù)比內(nèi)轉(zhuǎn)子的凸子數(shù)多一個，這樣內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同向不同步的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的外廓形狀曲線為次擺線。
轉(zhuǎn)子齒形齒廓設計得使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度時，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子每個齒的齒形廓線上總能互相成點接觸。這樣內(nèi)、外轉(zhuǎn)子間形成4個工作腔，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，這4個工作腔的容積是不斷變化的。在進油道的一側(cè)空腔，由于轉(zhuǎn)子脫開嚙合，容積逐漸增大，產(chǎn)生真空，機油被吸入，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，機油被帶到出油道的一側(cè)，這時，轉(zhuǎn)子正好進入嚙合，使這一空腔容積減小，油壓升高，機油從齒間擠出并經(jīng)出油道壓送出去。這樣，隨著轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，機油就不斷地被吸入和壓出。
內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，重量輕，吸油真空度較大，泵油量大，供油均勻性好，成本低，在中、小型發(fā)動機上應用廣泛。 其缺點是內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合表面的滑動阻力比齒輪泵大，因此功率消耗較大。