液壓液力知識第五部分

1、4-2 齒輪泵 和齒輪馬達外嚙合外嚙合內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合 分類分類按齒面按齒面按齒形曲線按齒形曲線按嚙合形式按嚙合形式直齒直齒斜齒斜齒 人字齒人字齒 漸開線漸開線擺線擺線 一、概述一、概述: :齒輪泵的分類齒輪泵的分類齒輪泵是液壓泵中結(jié)構(gòu)最簡單的一種泵，是齒輪泵是液壓泵中結(jié)構(gòu)最簡單的一種泵，是定量泵定量泵。二、二、外嚙合外嚙合齒輪泵原理和結(jié)構(gòu)齒輪泵原理和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：齒輪、殼體、端蓋齒輪、殼體、端蓋等 n(一)外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)（二）二） 工作原理工作原理密封工作腔：密封工作腔： 齒間槽、殼體、端蓋組成齒間槽、殼體、端蓋組成 嚙合線：吸油腔、排油腔嚙合線：吸油腔、排油腔吸油過程：輪齒脫開嚙合吸油過程：輪

2、齒脫開嚙合V p 吸油；吸油；排油過程：輪齒進入嚙合排油過程：輪齒進入嚙合V p 排油排油。圖為外嚙合齒輪泵實物結(jié)構(gòu)圖為外嚙合齒輪泵實物結(jié)構(gòu)二、外嚙合齒輪泵工作原理二、外嚙合齒輪泵工作原理 外嚙合齒輪泵由一對完全相同的齒輪嚙合，由外嚙合齒輪泵由一對完全相同的齒輪嚙合，由于于 1，產(chǎn)生上下，產(chǎn)生上下體積變化，這就體積變化，這就形成了吸油區(qū)和形成了吸油區(qū)和壓油區(qū)。同時在壓油區(qū)。同時在嚙合過程中嚙合嚙合過程中嚙合點沿嚙合線移動，點沿嚙合線移動，把這兩區(qū)分開，把這兩區(qū)分開，起配流作用。起配流作用。吸油吸油壓油壓油1) 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： 1，構(gòu)成，構(gòu)成閉死容積閉死容積Vb Vb由大由大小，小，p，產(chǎn)生

3、液壓沖，產(chǎn)生液壓沖 擊，油液發(fā)熱，軸承磨損。擊，油液發(fā)熱，軸承磨損。 Vb由小由小大，大，p ， 汽蝕、噪聲、振動、金屬表面剝蝕汽蝕、噪聲、振動、金屬表面剝蝕。三、外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的幾個問題三、外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)上存在的幾個問題1. 困油現(xiàn)象困油現(xiàn)象2) 危害：危害：影響工作、縮短壽命。影響工作、縮短壽命。3) 消除措施：消除措施：端蓋上開卸荷槽端蓋上開卸荷槽 原則：原則： Vb由大由大小，與壓油腔相通小，與壓油腔相通 Vb由小由小大，與吸油腔相通大，與吸油腔相通 保證吸、壓油腔始終不通保證吸、壓油腔始終不通吸壓2. 泄漏問題1) 泄漏途徑：軸向間隙泄漏途徑：軸向間隙 80% Ql 徑向間

4、隙徑向間隙 15% Ql 嚙合處嚙合處 5% Ql2) 危害：危害：v3) 防泄措施：防泄措施： a) 減小軸向間隙減小軸向間隙 b) 軸向間隙補償裝置軸向間隙補償裝置 浮動側(cè)板浮動側(cè)板 浮動軸套浮動軸套防泄措施：防泄措施：b) 軸向間隙補償裝置軸向間隙補償裝置 浮動側(cè)板浮動側(cè)板 浮動軸套浮動軸套a) 減小軸向間隙減小軸向間隙 小流量：間隙小流量：間隙0.025-0.04 mm 大流量：間隙大流量：間隙0.04-0.06 mm( c )( b )( a )121241A2356圖圖4-7端面間隙補償裝置示意圖端面間隙補償裝置示意圖齒輪軸套泵的出的壓力油直接引入齒輪軸上的浮動軸套泵的出的壓力油直

5、接引入齒輪軸上的浮動軸套3 3的外的外側(cè)側(cè)A A腔，在油壓作用下，使浮動軸套緊貼齒輪腔，在油壓作用下，使浮動軸套緊貼齒輪1 1的左側(cè)的左側(cè)面，因而可以消除間隙，并可補償側(cè)面與軸套的磨損面，因而可以消除間隙，并可補償側(cè)面與軸套的磨損量。泵在起動前，靠彈簧量。泵在起動前，靠彈簧4 4產(chǎn)生予緊力，保證了端面產(chǎn)生予緊力，保證了端面間隙的密封間隙的密封。( c )( b )( a )121241A2356浮動側(cè)板式浮動側(cè)板式利用泵的出口壓力油引到浮利用泵的出口壓力油引到浮動側(cè)板動側(cè)板5的背面，使其緊貼的背面，使其緊貼于齒輪于齒輪1的端面來減小端面的端面來減小端面間隙。如圖間隙。如圖4-7（b）所示。）所

6、示。起動前，浮動側(cè)板靠密封圈起動前，浮動側(cè)板靠密封圈來產(chǎn)生予緊力。來產(chǎn)生予緊力。3. 徑向力不平衡1）原因：徑向液壓力分布不均：）原因：徑向液壓力分布不均：吸油腔壓力小于大氣壓力，吸油腔壓力小于大氣壓力，壓油腔壓力等于工作壓力；壓油腔壓力等于工作壓力；壓油腔的油通過齒頂間隙向壓油腔的油通過齒頂間隙向吸油腔泄漏并逐漸減壓。吸油腔泄漏并逐漸減壓。 2）危害：軸承磨損、刮殼。）危害：軸承磨損、刮殼。3）措施：縮小壓油口，合理選）措施：縮小壓油口，合理選擇齒寬和齒頂圓直徑，端蓋擇齒寬和齒頂圓直徑，端蓋上開設(shè)平衡槽。上開設(shè)平衡槽。 壓油口縮小后，壓油口縮小后， 安裝時注意不能反轉(zhuǎn)安裝時注意不能反轉(zhuǎn)。合理

7、選擇齒寬和齒頂圓直徑：合理選擇齒寬和齒頂圓直徑：當工作壓力當工作壓力和排量一定時，齒輪軸所受的徑向力與齒頂圓和排量一定時，齒輪軸所受的徑向力與齒頂圓直徑成反比，與齒寬的開方成正比。因此，對直徑成反比，與齒寬的開方成正比。因此，對高壓泵可通過高壓泵可通過減小齒寬和增大齒頂圓直徑減小齒寬和增大齒頂圓直徑來減來減小徑向力。但齒頂圓直徑又不能太大，否則轉(zhuǎn)小徑向力。但齒頂圓直徑又不能太大，否則轉(zhuǎn)速高時會出現(xiàn)吸液不足的情況。速高時會出現(xiàn)吸液不足的情況。縮小排液腔尺寸：縮小排液腔尺寸：為了減小徑向力，排液為了減小徑向力，排液腔的腔的包角越小越好包角越小越好，使油壓力僅作用在，使油壓力僅作用在12個個齒的范圍

8、內(nèi)，排液腔的流速允許高達齒的范圍內(nèi)，排液腔的流速允許高達35sm/。排液腔的包角一般小于。排液腔的包角一般小于45。將排液腔或吸液腔擴大：將排液腔或吸液腔擴大：將排液腔擴大將排液腔擴大到接近吸液腔側(cè)或?qū)⑽呵粩U大到接近排液到接近吸液腔側(cè)或?qū)⑽呵粩U大到接近排液腔，在工作過程中只有腔，在工作過程中只有12個齒起密封作用個齒起密封作用，使對稱區(qū)域的徑向力得到平衡，從而減小，使對稱區(qū)域的徑向力得到平衡，從而減小了作用在軸承上的徑向力。了作用在軸承上的徑向力。排 液吸 液在過渡區(qū)開設(shè)兩個平衡在過渡區(qū)開設(shè)兩個平衡油槽，分別與低、高壓油槽，分別與低、高壓腔相通，如圖所示。這腔相通，如圖所示。這種結(jié)構(gòu)可使作

9、用在軸承種結(jié)構(gòu)可使作用在軸承上的徑向力大大減小，上的徑向力大大減小，但會使內(nèi)泄漏增加，容但會使內(nèi)泄漏增加，容積效率下降。積效率下降。開設(shè)平衡槽：開設(shè)平衡槽： 典型結(jié)構(gòu) CB齒輪泵齒輪泵 p = 2.5 MPan卸荷槽卸荷槽n縮小壓油口縮小壓油口n減小端面間隙減小端面間隙 0.030.04mmn增大吸油口增大吸油口n小槽小槽 a (泄油）泄油）三、齒輪泵的性能參數(shù)1、排量：外嚙合齒輪泵的排量可看作為兩排量：外嚙合齒輪泵的排量可看作為兩個齒輪的齒槽容積之和。個齒輪的齒槽容積之和。q q = DhB = 2Zm = DhB = 2Zm2 2B Bq=6.66m2ZB2 2、流量：理論流量、流量：理論

10、流量Q Qt t= = q q n n 實際流量實際流量Q Q= = q q n nv v即泵的實際流量為：即泵的實際流量為： Q=6.66m2ZB PVPV.n四、優(yōu)缺點和用途優(yōu)點：體積小，重量輕，優(yōu)點：體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，工作結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，自吸性能好，對油液污染不敏感，可靠，自吸性能好，對油液污染不敏感，便于制造、維修便于制造、維修, ,經(jīng)濟性好。經(jīng)濟性好。缺點：效率低，缺點：效率低，流量脈動大，噪聲高。流量脈動大，噪聲高。用途：工程機械、機床低壓系統(tǒng)。用途：工程機械、機床低壓系統(tǒng)。五、內(nèi)嚙合齒輪泵1. 漸開線齒輪泵 特點:n結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕 圖示為內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)圖。

11、擺線泵由于采用圖示為內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)圖。擺線泵由于采用擺線，又是內(nèi)嚙合，因此與同排量的其它液壓泵擺線，又是內(nèi)嚙合，因此與同排量的其它液壓泵比較，結(jié)構(gòu)更為比較，結(jié)構(gòu)更為簡單，緊湊簡單，緊湊。泵的軸向配油，配。泵的軸向配油，配油窗口很大，油窗口很大，吸排油很充分吸排油很充分。內(nèi)嚙合的一對轉(zhuǎn)子。內(nèi)嚙合的一對轉(zhuǎn)子 同向旋轉(zhuǎn)同向旋轉(zhuǎn)，并且只，并且只 相差一個齒，兩轉(zhuǎn)相差一個齒，兩轉(zhuǎn) 子齒部處的相對子齒部處的相對 滑動速度滑動速度 很小，所很小，所 以以運運 動平動平 穩(wěn)，噪聲小壽命穩(wěn)，噪聲小壽命 長長。擺線泵的缺點。擺線泵的缺點 是轉(zhuǎn)子齒數(shù)少，是轉(zhuǎn)子齒數(shù)少，流量流量 脈動大脈動大，在高壓低速的情況下，在

12、高壓低速的情況下，容積效率較低容積效率較低。2. 擺線齒輪泵（轉(zhuǎn)子泵） 特點:n結(jié)構(gòu)簡單，體積小n重疊系數(shù)大，傳動平穩(wěn)n吸油條件好n齒形復(fù)雜，加工精度要 求高，造價高。應(yīng)用：機床低壓系統(tǒng)五、內(nèi)嚙合齒輪泵五、內(nèi)嚙合齒輪泵 如圖所示為如圖所示為擺線泵擺線泵工作原理圖。內(nèi)轉(zhuǎn)子工作原理圖。內(nèi)轉(zhuǎn)子1為齒為齒輪，有輪，有6個齒。外轉(zhuǎn)子個齒。外轉(zhuǎn)子2為內(nèi)齒輪，有為內(nèi)齒輪，有7個齒。內(nèi)外個齒。內(nèi)外轉(zhuǎn)子的偏心距為轉(zhuǎn)子的偏心距為e。當內(nèi)轉(zhuǎn)子繞中心。當內(nèi)轉(zhuǎn)子繞中心01旋轉(zhuǎn)時外轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)時外轉(zhuǎn)子繞子繞02同時旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外轉(zhuǎn)同時旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外轉(zhuǎn) 子能自動形成幾個獨立的子能自動形成幾個獨立的 密封容積，擺線泵按圖示密封容積，擺線泵

13、按圖示 方向旋轉(zhuǎn)時，右半部分的方向旋轉(zhuǎn)時，右半部分的 封閉容積增大，形成局部封閉容積增大，形成局部 真空真空,并通過配油窗口并通過配油窗口B從從 油箱吸油油箱吸油(b圖圖)。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 到圖到圖c位置時位置時,封閉容積為封閉容積為 最大。在圖最大。在圖d，油從，油從A輸出。輸出。圖中為內(nèi)嚙合齒輪泵實物結(jié)構(gòu)圖中為內(nèi)嚙合齒輪泵實物結(jié)構(gòu)六 、齒輪馬達1. 工作原理：工作原理： 由于兩個齒輪的受壓面積 存在差值，因而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩， 推動齒輪轉(zhuǎn)動。 T = F r = p A r F1 = p b ( h y) F2 = p b ( h x )2.結(jié)構(gòu)特點： 兩個油口一樣大， 有單獨的泄油口。yx

14、齒輪馬達和齒輪泵在結(jié)構(gòu)上的齒輪馬達和齒輪泵在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別主要區(qū)別如下：如下：（1 1）齒輪泵一般只需一個方向旋轉(zhuǎn)，為了減?。X輪泵一般只需一個方向旋轉(zhuǎn)，為了減小徑向不平衡液壓力，因此吸油口大，排油口小。徑向不平衡液壓力，因此吸油口大，排油口小。而而齒輪馬達齒輪馬達則需正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)，因此則需正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)，因此進油進油口大小相等口大小相等。 （2 2）齒輪馬達齒輪馬達的內(nèi)泄漏不能像齒輪泵那樣直接的內(nèi)泄漏不能像齒輪泵那樣直接引到低壓腔去，而必須引到低壓腔去，而必須單獨的泄漏通道單獨的泄漏通道引到殼體引到殼體外去。因為馬達低壓腔有一定背壓，如果泄漏油外去。因為馬達低壓腔有一定背壓，如果

15、泄漏油直接引到低壓腔，所有與泄漏通道相連接的部分直接引到低壓腔，所有與泄漏通道相連接的部分都按回油壓力承受油壓力，這可能使軸端密封失都按回油壓力承受油壓力，這可能使軸端密封失效。效。2 2、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)特點（3 3）為了減少馬達的啟動摩擦扭矩，并降低）為了減少馬達的啟動摩擦扭矩，并降低最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，一般采用最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，一般采用滾針軸承滾針軸承和其他改和其他改善軸承潤滑冷卻條件等措施。善軸承潤滑冷卻條件等措施。 3. 3. 應(yīng)用：應(yīng)用：齒輪馬達具有體積小，重量齒輪馬達具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，對污染不敏感，輕，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，對污染不敏感，耐沖擊，慣性小等優(yōu)點。因此，在耐沖

16、擊，慣性小等優(yōu)點。因此，在礦山、工礦山、工程機械及農(nóng)業(yè)機械程機械及農(nóng)業(yè)機械上廣泛使用。但由于壓力上廣泛使用。但由于壓力油作用在液壓馬達齒輪上的作用面積小，所油作用在液壓馬達齒輪上的作用面積小，所以輸出轉(zhuǎn)矩較小，一般都用于以輸出轉(zhuǎn)矩較小，一般都用于高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的情況下。的情況下。結(jié)束結(jié)束習(xí)題P73 題4-3 題4-4 題4-5 題4-10. 題4-15. 題4-16.1.六、齒輪泵的常見故障及排除方法故障現(xiàn)象產(chǎn) 生 原 因排 除 方 法噪聲大1吸油管接頭、泵體與泵蓋的接合面、堵頭和泵軸密封圈等處密封不良，有空氣被吸入2泵蓋螺釘松動3泵與聯(lián)軸器不同心或松動4齒輪齒形精度太低或接觸不良5齒輪軸向間隙過小 6齒輪內(nèi)孔與端面垂直度或泵蓋上兩孔平行度超差7泵蓋修磨后，兩卸荷槽距離增大， 產(chǎn)生困油8滾針軸承等零件損壞9裝配不良，如主軸轉(zhuǎn)一周有時輕時重現(xiàn)象1用涂脂法查出泄漏處。用密封膠涂敷管接頭并擰緊；修磨泵體與泵蓋結(jié)合面保證平面度不超過0.005mm；用環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑涂敷堵頭配合面再壓進；更換密封圈2適