齒輪泵的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

齒輪泵作為齒輪在工業(yè)中應(yīng)用的一種重要裝置，在液壓傳動與控制技術(shù)中占有很大的比重。按照輪齒嚙合形式不同，齒輪泵可以分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。外嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，重量輕，自吸性能好，耐污染，壽命長，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于各種液壓機(jī)械，并且可以用作潤滑泵和食品、化工等工藝流程中的輸液泵；相對于外嚙合齒輪泵，內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和制造較復(fù)雜，其外型尺寸   小，重量   輕，壓力和流量脈動較小，，噪聲較低，壽命較長，因此特別適用于外型尺寸要求緊湊，重量輕的設(shè)備，如飛機(jī)等。目前，關(guān)于齒輪泵的研究，主要集中在以下幾個方面：

1、齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)齒輪泵用齒輪的時候，主要考慮以下幾點(diǎn)：在達(dá)到排量的要求下，齒輪的外形尺寸應(yīng)盡可能小，以較小的齒輪泵外型；盡可能降低流量脈動，減少噪音；盡量減少泄露及摩擦損失以提高油泵效率。通過分析齒輪參數(shù)對齒輪泵工作性能的影響，提出了外嚙合齒輪泵的一些設(shè)計(jì)計(jì)算方法及要求，同時從理論上推導(dǎo)了一些在設(shè)計(jì)計(jì)算中使用的計(jì)算方法，作者認(rèn)為，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工程、運(yùn)輸和礦山機(jī)械等方面的齒輪泵對輸油的均勻性要求是次要的，但是應(yīng)能達(dá)到   的壓力，   、大流量的輸出，所以一般為7-14個輪齒，機(jī)床用的齒輪泵，   先要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，一般為14-19個輪齒，所以在設(shè)計(jì)齒輪泵時，在可能的條件下，盡可能選取模數(shù)小、少齒數(shù)的齒輪，以達(dá)到體積小、重量輕的目的。通過分析斜齒齒輪泵重合度要求的條件，構(gòu)建了以斜齒齒輪泵的輸出流量脈動   小為目標(biāo)函數(shù)的斜齒齒輪泵齒輪參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，使用擬牛頓乘子優(yōu)化方法尋求使齒輪泵的性能趨于   佳的齒輪參數(shù)。

2、困油沖擊及卸荷措施

齒輪泵的困油現(xiàn)象對齒輪泵以及整個液壓系統(tǒng)都產(chǎn)生了很大的危害。困油沖擊與齒輪嚙合的重合系數(shù)以及卸荷是否   等有很大的關(guān)系(包括卸荷槽的位置、形狀及面積等)。傳統(tǒng)方法是在齒輪泵兩端蓋上開設(shè)壓力卸荷槽。分析了直齒齒輪泵困油容積的變化規(guī)律，并設(shè)計(jì)了壓力卸荷槽。文中指出，沒有開設(shè)壓力卸荷槽時，一對輪齒嚙合會產(chǎn)生2個密閉的容積，兩對輪齒同時嚙合時，會產(chǎn)生3個密閉容積；而開設(shè)壓力卸荷槽時，一對輪齒嚙合將不產(chǎn)生密閉容積，兩對輪齒同時嚙合時，則產(chǎn)生2個密閉容積，但是由于存在壓力卸荷槽，這2個密閉容積是相通的,壓力卸荷槽的存在降低了密閉容積的數(shù)量。對外嚙合斜齒齒輪泵的困油特性進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，推導(dǎo)出了無齒側(cè)側(cè)隙斜齒齒輪泵和有齒側(cè)側(cè)隙斜齒齒輪泵的端面重疊系數(shù)與困油容積的關(guān)系，了其困油容積，困油流量及瞬時流量隨端面嚙合點(diǎn)相位角的變化規(guī)律，以及不困油螺旋角范圍。