毕业答辩-摆线式内啮合齿轮泵的设计

毕业设计答辩报告题目：摆线式内啮合齿轮泵的设计姓名：

学号：班级：指导老师：目录研究背景与选题意义摆线齿轮泵的发展趋势内啮合摆线齿轮结构分析内啮合摆线齿轮原理介绍摆线齿轮泵性能的影响参数分析关键部件的参数分析齿轮泵模型的建立齿轮泵的维护和使用一.研究背景与选题意义内啮合基本结构的摆线形式的齿轮泵结构设备的总体的体积不是很大，整体的结构相对来说比较的规整，在基本的作业过程中十分的稳定，与此同时也不容易产生气泡的现象，除此之外，他的基本容积作业效率以及排量参数的大小都市比较高，正是基于这些优势，所以内啮合基本结构的摆线形式的齿轮泵结构设备在化工作业、机械作业、汽车行业等都有着十分重要的作用。在现在的应用市场上面，往往有一个齿轮的内啮合基本结构的摆线形式的齿轮泵结构设备和多个齿轮的内啮合基本结构的摆线形式的齿轮泵结构设备。二.摆线齿轮泵的发展趋势

一、高压化高压化是系统所要求的,也是齿轮泵与柱塞泵、叶片泵竞争所必须解决的卿题。齿轮泵的高压化工作己取得较大进展,但因受其本身结构的限制,要想进步提高工作压力是很困难的,必须研制出新结构的齿轮泵。这方面,多齿轮泵将有很大优势。二、低流量脉动流量脉动将引起压力脉动,从而导致系统产生振动和噪声,这是与现代液压系统的要求不符的。降低流量脉动的方法,除了前面所介绍的措施外,采用内啮合齿轮泵、复合齿轮泵、多齿轮泵将是一种趋势。三、低噪声人们对环保意识的提高,也因此对齿轮泵的低噪音提出了很高的要求。而多齿轮泵在这方面也比普通齿轮泵有明显的优势。四、大排量对于一些要求快速运动的系统来说,大排量是必需的。但普通齿轮泵排量的提高受到很多因素的限制。这方面,平衡式复合齿轮泵具有显著优势,如台三惰轮复合齿轮泵的排量相当于台单泵的排量。五、可变排量齿轮泵的排量不可调节,限制了其使用范围。为了改变齿轮泵的排量,国内外学者进行了大量的研究工作,并取得了很多研究成果。有关齿轮泵变排量方面的专利己有很多,但真正能转化为产品的很少。三、内啮合摆线齿轮结构分析

摆线内啮合齿轮泵简称摆线泵(也叫摆线转子泵)，它与渐开线外啮合齿轮泵相比，具有结构紧凑、零件少、噪声低、流量脉动小、自吸性能好、适应于调整高速等优点。现内啮合渐开线齿轮泵相比，又具有排量大，结构简单等特点。由于摆线泵的齿廓曲线比渐开线齿轮的曲线方程复杂，加工工艺复杂，制造成本较高，因而使设计制造和应用带来了许多不便，限制了摆线泵的应用和发展。内啮合摆线齿轮泵，它是由配油盘(前、后盖)、外转子(从动轮)和偏心安置在泵体内的内转子(主动轮)等组成。内、外转子相差一齿,图中内转子为六齿,外转子为七齿,由于内外转子是多齿啮合,这就形成了若干密封容积。图2.1内啮合摆线齿轮泵结构组成四、内啮合摆线齿轮原理介绍当内转子围绕中心O1旋转时,带动外转子绕外转子中心O2作同向旋转。这时,由内转子齿顶A1和外转子齿谷A2间形成的密封容积C(图中阴线部分),随着转子的转动密封容积就逐渐扩大,于是就形成局部真空,油液从配油窗口b被吸入密封腔,至A1′、A2′位置时封闭容积最大,这时吸油完毕。当转子继续旋转时,充满油液的密封容积便逐渐减小,油液受挤压,于是通过另一配油窗口a将油排出,至内转子的另一齿全部和外转子的齿凹A2全部啮合时,压油完毕,内转子每转一周,由内转子齿顶和外转子齿谷所构成的每个密封容积,完成吸、压油各一次,当内转子连续转动时,即完成了液压泵的吸排油工作。内啮合摆线齿轮泵的外转子齿形是圆弧,内转子齿形为短幅外摆线的等距线,故又称为内啮合摆线齿轮泵,也叫转子泵。内啮合摆线齿轮泵的作业原理简图如下图2.2所示：图2.2内啮合摆线齿轮泵的作业原理简图影响排量的泵齿轮参数分析1、齿数：排量V与齿数z成正比。齿数多，排量大，但齿数太多，泵的体积增大。如保持体积不变，z增大时，排量V减小。齿数一般取z=5～10为宜。

2、模数：排量V与模数m的平方成正比。模数大，则排量大。因此，若要增加排量，增大模数比增大齿数要好3、齿顶高系数：内啮合齿轮泵的排量与这对齿轮的有效工作齿高有关。通过合理设计齿顶高系数来增大有效工作齿高，会增大排量V。4、变位系数：齿轮采用变位以后，以小齿轮为例：ha1=（ha1*+x1+△y）m，hf1=（hf1*+c*-x1）m齿顶高、齿根高的计算公式都发生了改变，从而齿顶圆直径、齿根圆直径有所改变。选择合理的变位系数，可以增大齿轮泵的排量。5、齿轮宽度B对排量的影响：泵齿轮宽度越大，排量越大。五摆线齿轮泵性能的影响参数分析齿轮参数对内啮合齿轮泵效率的影响齿轮泵的内泄漏直接决定了齿轮泵的容积效率。外转子的外圆与泵体（偏心套）的配合间隙大约在

0.03~0.25mm之间，对于直径大、转速高、转子宽度大的泵取大值，反之取小值。内、外转子径向齿顶啮合间隙为

0.02~0.15mm，对油液粘度低、压力高、低转速的泵应选较小值。偏心距、齿厚和转速的影响偏心距

a决定了泵的流量和结构尺寸的大小，其选择必须与转速

n和齿厚

B一起考虑，以求好的折中。经验表明：在选择

a、B、n时，只有泵的流量特性保持线性关系的范围才是合适的。a与

n决定了齿间液体离心增压作用的大小，偏心距设计过大时，应适当降低转速，反之亦然。转速降低可使泵高空性能提高，由于齿腔轴向进油，使转子厚度的增加来不及受到充油的限制，这在进口压力较低时，尤为敏感。因此在相同转速下，薄转子的流量特性与高空性能要好些。偏心距、齿厚和转速的影响偏心距

a决定了泵的流量和结构尺寸的大小，其选择必须与转速

n和齿厚

B一起考虑，以求好的折中。经验表明：在选择

a、B、n时，只有泵的流量特性保持线性关系的范围才是合适的。a与

n决定了齿间液体离心增压作用的大小，偏心距设计过大时，应适当降低转速，反之亦然。转速降低可使泵高空性能提高，由于齿腔轴向进油，使转子厚度的增加来不及受到充油的限制，这在进口压力较低时，尤为敏感。因此在相同转速下，薄转子的流量特性与高空性能要好些。六、关键部件的设计计算齿数的分析确定摆线转子泵中，内外转子的齿数差为

1，且一般z1的取值较小。齿数少时，单位体积的排量较大，但流量脉动也同时增大，引起大的压力脉动。增大齿数可减小泵的流量脉冲和压力脉动，但会使泵的体积增大，使整个泵的外形尺寸增大。实际应用中通常取z1＝3～8，流脉动要求小时,z取大值，反之则z取小值。在本文的研究中我们取小齿数为4，大齿轮数为5中心距a中心距是指相啮合的两齿轮的回转中心之间的距离，当两轮齿数确定后，中心距的大小决定着齿轮节圆半径的大小，也决定着泵的排量及泵的外形尺寸的大小。中心距的大小应根据排量来选择。为了设计制造方便，取中心距为标准数列，可参照齿轮模数的值来选取,即取

a=1,1.25.1.5,2…。

外转子齿根过渡圆角半径外转子齿根圆与齿形圆弧相交处存在着一尖角，为了制造方便，可采用一圆角过渡。此圆角半径的大小以内转子齿顶不发生干涉为限制条件，理论上确定RC的最大值较困难，可采用作图法来确定。

另外，内转子齿顶与外转子齿根间实际上是有啮合间隙的，在以上关系式中没有考虑。此间隙可通过将外转子齿根圆半径加大一Δ值来实现。此值与转子直径的大小和加工精度有关，大约为

0.03～0.5mm。七、齿轮泵模型的建立图4.4衬套结构部件图4.3垫板结构部件图4.7内转子结构部件图4.5外转子结构部件图4.6主轴结构部件图4.8泵体结构部件

图4.9泵盖结构部件图4.10整机模型八、齿轮泵的维护和使用(1)如发现内啮合摆线齿轮泵有异常声音应立即停车检查原因；(2)向内啮合摆线齿轮泵轴承体内加入轴承润滑机油,观察油位应在油标的中心线处,润滑油应及时更换或补充；(3)拧下内啮合摆线齿轮泵泵体的引水螺塞,灌注引水(或引浆)；(4)关好内啮合摆线齿轮泵出水管路的闸阀和出口压力表及进口真空表；(5)点动内啮合摆线齿轮泵电机,试看电机转向是否正确；(6)开动内啮合摆线齿轮泵电机,当内啮合摆线齿轮泵正常运转后,打开出口压力表和进口真空泵,视其显示出适当压力后,逐渐打开闸阀,同时检查电机负荷情况；(7)内啮合摆线齿轮泵长期停用,需将内啮合摆线齿轮泵全部拆开,擦干水分,将转动部位及结合处涂以油脂装好,妥善保存；(8)内啮合摆线齿轮泵在运行过程中,轴承温度不能超过环境温度35C,最高温度不得超过80C；(9)检查内啮合摆线齿轮泵及管路及结合处有无松动现象.用手转动内啮合摆线齿轮泵,试看内啮合摆线齿轮泵是否灵；(10)内啮