齒輪泵設(shè)計(共26頁)

1、 1緒論(xln)1.1研究(ynji)意義雙聯(lián)齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工藝(gngy)在各類液壓泵中較為簡單，其價格較低 ，在齒輪泵中具有價格優(yōu)勢，其可靠性較穩(wěn)定，能夠提供安全的使用環(huán)境，其壽命較長，在對小型企業(yè)以及個體用戶方面具有優(yōu)勢，抗污染以及自吸能力等方面都有很強的優(yōu)勢，綜上優(yōu)勢及用處，在液壓傳動與控制技術(shù)中，大部分場合都用齒輪泵，廣泛用于機床、輕工、農(nóng)林、冶金、礦山、建筑、船舶、飛機、汽車、石化機械等機械產(chǎn)品的液壓系統(tǒng)中。但是雙聯(lián)齒輪泵也有其不足之處：流量和壓力脈動較大，易造成較大的震動，動態(tài)性能差，噪聲較大，在人的使用環(huán)境中不具備優(yōu)良性，且高溫效率低。其中流量脈動而導致的振動缺陷是最為嚴重和

2、突出的，它嚴重制約著齒輪泵的發(fā)展和進步，因為泵的流量脈動比較大，振動現(xiàn)象較為嚴重，振動不僅會降低液壓缸的穩(wěn)定性，同時振動現(xiàn)象還會導致液壓馬達的回轉(zhuǎn)的均勻性降低，而且會引起壓力脈動，進而通過連接處振動的傳遞使管道、閥門乃至整個系統(tǒng)振動，特別是當各個零部件共振時特別明顯，可能會導致各個零部件間隙增大，載荷增大，使零部件之間磨損加劇并可能導致破壞，并且振動時發(fā)出很強的噪聲，這會嚴重影響軸、軸承、管接頭及密封性。而內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)相較于外嚙合齒輪泵更為緊湊，內(nèi)嚙合的齒輪尺寸也會更小，重量輕，并且由于內(nèi)嚙合齒輪泵的兩個齒輪同向旋轉(zhuǎn)，相對速度較小磨損較為輕微，所以它的使用壽命更長，流量脈動更是遠比外嚙合齒

3、輪泵小，所以它的噪聲和壓力脈動都比較小。所以內(nèi)嚙合齒輪泵允許使用較高的轉(zhuǎn)速，可獲得較高的容積效率。但是內(nèi)嚙合齒輪泵同樣存在著徑向壓力不平衡的問題，限制了其工作壓力的進一步提高。雙聯(lián)齒輪泵相較于普通齒輪泵能夠提供更大的流量輸出及壓力，適用于工業(yè)油質(zhì)液體輸送，并且雙聯(lián)齒輪泵由兩個單齒輪泵組合而成，壓力及流量輸出的范圍相較于普通齒輪泵更廣泛。1.2研究現(xiàn)狀 由于齒輪泵在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，因而，吸引了大量學者對其進行研究。目前為止，國內(nèi)外學者關(guān)于齒輪泵的研究設(shè)計主要集中在以下方面：齒輪參數(shù)及泵體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計；齒輪泵間隙優(yōu)化及補償技術(shù)；困油沖擊及卸荷措施；齒輪泵流量品質(zhì)研究；齒輪泵的噪聲控制技術(shù)；齒

4、輪表面涂覆技術(shù)；齒輪泵的變量(binling)方法研究；齒輪泵的壽命及其影響(yngxing)因素研究；齒輪泵液壓力分析(fnx)及其高壓化的途徑；水介質(zhì)齒輪泵基礎(chǔ)理論研究。提高齒輪泵的工作壓力是目前齒輪泵所面臨的一個重要難題，而要想辦法提高齒輪泵的工作壓力所帶來的問題是：軸承壽命大大縮減；泵泄露加劇，容積效率下降。產(chǎn)生以上這兩個問題的根本原因在于齒輪在高速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了作用在齒輪軸上的不平衡徑向液壓力，并且隨著工作壓力增高，所產(chǎn)生的徑向液壓力也會越來越大。 現(xiàn)如今，國內(nèi)外學者針對以上兩個問題所進行的研究是：對齒輪泵的徑向間隙進行補償；減小齒輪泵的徑向液壓力，如對齒輪參數(shù)進行優(yōu)化，為保證內(nèi)部壓力

5、差不是太懸殊將排液口尺寸縮小等；采用特殊材料和合適軸承型號以提高軸承承載能力，如采用復合材料滑動軸承代替滾針軸承等。但是這些措施都沒從根本上解決問題。1.3齒輪泵以及雙聯(lián)齒輪泵結(jié)構(gòu)原理外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)原理如圖1-1圖1-1外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)原理圖 如圖1-1，齒輪為電動機驅(qū)動的主動齒輪，齒輪為從動齒輪，下方為進油口，上方是出油口，當電動機轉(zhuǎn)動時，帶動齒輪如圖所示順時針轉(zhuǎn)動，接著齒輪隨著主動齒輪轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，方向如圖所示逆時針轉(zhuǎn)動，下方齒輪逐漸脫離嚙合，局部容積變大，壓力逐漸減小，與進油口壓力形成壓力差，導致外部液體流入齒輪泵，液體進入齒槽與殼體的間隙中，由齒輪帶動向出油口流動，當?shù)竭_出油口時，齒輪

6、逐漸嚙合，局部容積變小，此時壓力變大，相較于出油口形成壓力差，液體直接壓出出油口，當兩側(cè)齒輪不斷旋轉(zhuǎn)時能源源不斷地提供壓力差，齒輪泵便不斷地進行進油和排油，這就是齒輪泵的工作原理。雙聯(lián)齒輪泵結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-2圖1-2 雙聯(lián)齒輪泵結(jié)構(gòu)(jigu)原理圖平鍵 2.前泵主動(zhdng)齒輪軸 3.前泵蓋 4.前泵體 5.中間體 6.密封圈 7.軸套 8.后泵后蓋 9.后泵主動齒輪軸 10.內(nèi)花鍵 11.外花鍵 12.側(cè)板 13.后泵主動齒輪軸 14.后泵體 15.從動軸孔隙 16.主動軸孔隙 17.前泵從動齒輪軸 18.止口 如圖為雙聯(lián)齒輪泵結(jié)構(gòu)(jigu)原理圖，雙聯(lián)齒輪泵由兩個普通齒輪泵串聯(lián)

7、而成，由聯(lián)軸器連接前后齒輪泵的齒輪軸，當電動機轉(zhuǎn)動驅(qū)動主動齒輪軸時，前后齒輪泵隨之旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部齒輪旋轉(zhuǎn)，嚙合處形成壓力差，將液體進行加壓與輸送。雙聯(lián)齒輪泵的內(nèi)部兩個齒輪泵共用一個出口，但是兩個出口是相互獨立的，內(nèi)部每個單齒輪泵工作原理與普通齒輪泵原理大相徑庭，雙聯(lián)齒輪泵是將電動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元件。1.4主要研究內(nèi)容和方法 根據(jù)雙聯(lián)齒輪泵的工作原理及其結(jié)構(gòu)要求等方面的要求，設(shè)計合理的齒輪嚙合數(shù)和結(jié)構(gòu)形態(tài)，再根據(jù)其參數(shù)所需的強度等方面的要求，選擇合適的材料。最后需要對其設(shè)計結(jié)構(gòu)及強度進行理論試驗校核。 首先查閱相關(guān)資料及書籍以加深對設(shè)計內(nèi)容、原理及步驟的掌握與了解，明確設(shè)計條件；接著對

8、所設(shè)計課題進行選型及工藝設(shè)計計算；然后齒輪泵的各種零件設(shè)計及強度計算編寫設(shè)計說明書；最后用AutoCAD繪圖軟件繪制出裝配圖及必要的零件圖。2雙聯(lián)齒輪泵齒輪參數(shù)設(shè)計與校核本次(bn c)設(shè)計所需參數(shù)如下表2-1表2-1雙聯(lián)齒輪泵給定(i dn)參數(shù)額定排量額定壓力80mL/r40mL/r20MPa16MPa2.1材料(cilio)選擇由設(shè)計所給的參數(shù)并根據(jù)液壓傳動表3-2壓力分級可知，如下表2-2表2-2 壓力分級壓力等級低壓中壓中高壓高壓超高壓壓力/02.52.58816163232資料來源：參考文獻5 所給雙聯(lián)齒輪泵內(nèi)部前后齒輪泵壓力分別為20MPa和16MPa，屬于高壓齒輪泵。再根據(jù)機械

9、設(shè)計基礎(chǔ)表11-1常用的齒輪材料及其力學性能選取40Cr調(diào)制處理，其基本參數(shù)如下表2-3表2-3 40Cr力學性能材料牌號熱處理方式硬度接觸疲勞極限彎曲疲勞極限40Cr調(diào)制217-286HBS650750560620資料來源：參考文獻102.2齒輪參數(shù)設(shè)計2.2.1 徑向力分析沿齒輪圓周液體壓力所產(chǎn)生的徑向力Fp在齒輪泵中，由于高壓腔和低壓腔存在著壓力差，并且泵體的內(nèi)表面與齒輪泵的齒頂之間存在著徑向間隙，可以大致認為高壓腔壓力分級呈階梯下降到吸油腔的壓力。其徑向壓力分布如下圖2-1、2-2所示：圖2-1 齒輪圓周徑向液壓力的分布曲線圖圖2-2 齒輪(chln)圓周的壓力曲線展開圖 同步齒輪泵相

10、對于普通外嚙合齒輪泵而言，同步齒輪承受圓周(yunzhu)液體壓力所產(chǎn)生的徑向力Fp，且兩齒輪參數(shù)相同，從動輪和主動輪的徑向液壓力是相同的。公式為： （2-1） （2-2）式中 高壓(goy)腔壓力齒頂圓半徑(bnjng)齒寬吸液區(qū)區(qū)(qq)間角，一般取=“”表示(biosh)壓力指向y軸負方向(fngxing) 由齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力FT同步齒輪泵傳動齒輪承受齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力FT，其受力分析如下圖：圖2-3 直齒圓柱齒輪傳動的作用力其中，各項力的公式如下： 根據(jù)受力分析，可以得到：由嚙合力所產(chǎn)生的徑向力的方向在兩齒輪的中點的連線上，且嚙合力承擔了軸上的扭矩，分擔了同步齒輪的壓力。2.2.

11、2前泵齒輪參數(shù)選取及計算選擇齒數(shù)Z 在選擇齒輪泵的齒數(shù)時，需要考慮其噪聲和體積等因素，并且要求保證流量脈動系數(shù)不能太大，所以一般要求最小齒數(shù)8；在對流量均勻性要求高的場合一般Z選取1430；而在對流量均勻性要求不太高的場合一般Z選取915，且該齒輪數(shù)的齒輪泵可以做到體積較小。近年來，由于人們對工作環(huán)境的要求越來越高，齒輪數(shù)較少的齒輪泵因為脈動較大，所以噪聲也相對較大，不利于工作環(huán)境的改良和對人們身心健康，所以在允許的范圍內(nèi)一般以黃金分割法選擇齒數(shù)。本齒輪Z取26。選擇模數(shù)m和齒寬B 根據(jù)齒輪泵幾何(j h)排量公式；齒寬B增大(zn d)對幾何排量有利(yul)，并對容積效率的提高也有很大幫助

12、，但是齒寬B過大則會導致齒輪軸和軸承載荷過大，所以要選擇合適的齒寬，齒寬一般可根據(jù)模數(shù)m大小確定，即 （2-3）式中 。在這里取7，選擇后，可確定模數(shù)m，即 （2-4）式中k為修正系數(shù)，一般k=1.061.15，Z小時取大值，Z大時取小值。這里取k=1.10，Z=26。分別將上述數(shù)據(jù)代入公式2-4得將m進行標準化，取m=4，所以B=28mm。泵排量校核 （2-5）誤差小于5%，排量校核合格。本設(shè)計中齒輪選用正常齒制，由機械設(shè)計基礎(chǔ)表4-2查知：表2-4 漸開線圓柱齒輪的齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)正常齒制短齒制1.00.80.250.3資料來源：參考文獻10齒頂高系數(shù)ha*=1.0，c*=0.25，分

13、度圓壓力角計算如下：齒頂高 （2-6） 齒根(ch n)高 （2-7）分度圓直徑(zhjng) （2-8）齒頂圓直徑(zhjng) （2-9）齒根圓直徑 （2-10）基圓直徑 （2-11）齒厚s齒槽寬e （2-12） 同理，對第二個齒輪泵的排量校核；2.3圓周速度的選取 實際生產(chǎn)中，泵的運轉(zhuǎn)速度會影響液體的吸入，齒輪的圓周速度不能太高，過高不利于吸入液體，甚至有可能產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象和氣穴現(xiàn)象。這時對節(jié)圓圓周速度就有了限制，此時。齒輪泵的轉(zhuǎn)速一般不低于。此外容積效率也會受到轉(zhuǎn)速的影響，設(shè)計中應(yīng)使得容積效率，因為雙聯(lián)齒輪泵內(nèi)部前后齒輪泵同速轉(zhuǎn)動，所以前后齒輪泵取轉(zhuǎn)速相同，取400r/min。2.4齒根

14、彎曲疲勞強度校核齒輪危險截面目前分為兩種說法，對危險截面有的提出拋物線法，有的提出30切線法、基準齒條的齒頂線法等。19761978年，我國鄭州機械研究所在對雙圓弧齒輪進行光彈性彎曲應(yīng)力分析中，發(fā)現(xiàn)彎曲應(yīng)力分布的“雙峰現(xiàn)象”，提出：Lewis法只適用于漸開線齒輪，30切線法僅適用于壓力角為20的漸開線齒輪，應(yīng)力分布的“雙峰現(xiàn)象”也存在于漸開線齒輪。1977年ISO制訂了彎曲強度計算方法，1984年我國參照ISO方法亦制訂了彎曲強度計算方法（GB348083），均采用30切線法。如圖2-4：圖2-4齒輪(chln)危險截面前齒輪泵齒根(ch n)彎曲疲勞強度校核：根據(jù)(gnj)公式 （2-13）

15、 （2-14） 根據(jù)齒根彎曲強度校核公式及許用彎曲應(yīng)力計算公式， （2-15）其中，K為載荷系數(shù)，查詢機械設(shè)計 P180184 ，查得同步齒輪按彎曲疲勞強度計算的有關(guān)數(shù)據(jù)為： KA=1.00 KV=1.10 K=1.10K=1.25所以(suy) 由機械設(shè)計P192196，分別(fnbi)得到 代入數(shù)據(jù)(shj)，得： 由以上計算，得出所以，前驅(qū)動齒輪合格。同理； 后齒輪泵齒根彎曲疲勞強度校核： 根據(jù)公式 根據(jù)齒根彎曲(wnq)強度校核公式及許用彎曲應(yīng)力計算公式，其中(qzhng)，K為載荷(zi h)系數(shù)，查詢機械設(shè)計 P180184 ，查得同步齒輪按彎曲疲勞強度計算的有關(guān)數(shù)據(jù)為： KA=1

16、.00 KV=1.10 K=1.10K=1.25所以 由機械設(shè)計P192196，分別得到 代入數(shù)據(jù)，得： 由以上計算，得出所以，通過校核，以上(yshng)前后齒輪泵齒輪均合格。2.5從動齒輪參數(shù)(cnsh)確定 當電動機帶動主動齒輪順時針轉(zhuǎn)動時，接觸(jich)齒輪嚙合時，接觸處將產(chǎn)生一個與運動方向相反的推動力，從而帶動從動齒輪逆時針轉(zhuǎn)動，每當一個嚙合齒離開嚙合處時，便會有新的齒開始嚙合，如此循環(huán)反復，如上圖所示。 主動齒輪材料選擇了40Cr，當從動齒輪材料選取不一樣時，兩個同時運作的齒輪相互磨損時，由于材料韌性與硬度的差別，必然會導致一個齒輪的磨損要大于另一個齒輪，久而久之，會形成齒形誤差

17、，造成沿齒寬方向接觸不好造成間隙，使壓油腔和吸油腔形成較為嚴重的泄露，增加齒面嚙合處間隙泄露，與此同時，還會因為泄露使徑向不平衡力更為明顯，徑向不平衡力的增大對軸承和軸的磨損，所以我們在選擇從動齒輪材料時應(yīng)盡量選擇與主動齒輪相同的材料或者性質(zhì)相近的材料。故而，本設(shè)計前后齒輪泵從動齒輪材料選擇40Cr，關(guān)于從動齒輪的尺寸及校核與2.4主動齒輪的尺寸與校核一樣。3 齒輪軸的參數(shù)設(shè)計與校核3.1齒輪軸尺寸計算(j sun)與校核 關(guān)于齒輪軸的材料(cilio)選取一般采用45號鋼，40Cr或者(huzh)20Cr，本設(shè)計采用40Cr作為齒輪軸的材料進行計算，熱處理表面硬度大概為HRC60，粗糙度為0

18、.8；橢圓度和錐度一般不大于0.005mm。3.2前齒輪泵齒輪軸參數(shù)計算及校核齒輪軸材料選擇為40Cr，查詢機械設(shè)計基礎(chǔ)表14-2得下表3-1表3-1 常用材料的值和C值軸的材料Q235，20354540Cr，35SiMn1220203030404052C16013513511811810710798資料來源：參考文獻10可得知軸的材料和承載情況確定參數(shù)C取98，代入齒輪軸設(shè)計公式 得 （3-1）取d=35mm。齒輪軸所受的徑向力計算：齒輪泵工作時，作用在齒輪軸頸及軸承上的徑向力，由液壓力和齒輪嚙合力組成。1.液壓力 是指沿齒輪圓周液體壓力所產(chǎn)生的徑向力F。液壓力的大小和方向取決于液體壓力沿齒

19、頂圓周的分布情況，吸油腔區(qū)段（其夾角為）受壓力的作用，壓油腔區(qū)段（其夾角為）受壓力的作用，吸壓油腔之間的過渡段（其夾角為）所受的壓力是變化的（由升至）。為計算簡便，可近似認為吸壓油腔間的過渡段，承受沿齒輪圓周線性分布壓力，如圖3-1所示。 圖3-1 齒輪圓周壓力(yl)的近似分布曲線在實際設(shè)計時，齒輪(chln)所受的總液壓力亦可按下列(xili)近似公式計算 （3-2）液壓力作用在主動齒輪上產(chǎn)生的徑向力和作用在從動齒輪上產(chǎn)生的徑向力，其大小與方向完全相同。2.嚙合力 是指兩齒輪嚙合是，由彼此在嚙合點的相互作用而產(chǎn)生的徑力。作用在主動輪上的嚙合力，其方向與作用在主動齒輪上的液壓力方向相反，可抵

20、消一部分液壓力；作用在從動齒輪上的嚙合力，其方向與作用在從動輪上的液壓力方向相同，增大了徑向力。由于齒輪泵在工作過程中，嚙合點的位置在節(jié)點附近來回變動，所以嚙合力也是變化的。在實際設(shè)計中，齒輪軸頸所受的徑向力F（包括液壓力和嚙合力），可按下列近似公式計算 （3-3） （3-4） 前齒輪泵齒輪軸徑向力計算：有前面計算可知：代入公式計算從動(cngdng)齒輪軸所受徑向力：知，本設(shè)計中從動輪與主動輪的規(guī)格、尺寸以及材料都相同(xin tn)，所以我們只要選用從動軸進行校核便可。前齒輪軸結(jié)構(gòu)(jigu)如下圖所示： 該齒輪軸的具體分析如圖3-3、3-4、4-53-3 前齒輪軸受力分析圖3-4 前齒輪

21、軸彎矩圖分析圖綜上，前齒輪泵齒輪軸校核合格。3.3后齒輪泵齒輪軸參數(shù)計算及校核齒輪軸材料(cilio)選擇為40Cr，查詢(chxn)機械設(shè)計基礎(chǔ)表14-2得下表3-2表3-2 軸材料(cilio)參數(shù)軸的材料Q235,20354540Cr，35SiMn122020303040405216013513511811810710798資料來源：參考文獻10可得知軸的材料和承載情況確定參數(shù)C取98，代入齒輪軸設(shè)計公式得 取d=30mm。有前面計算可知：代入公式計算從動齒輪軸所受徑向力： 知，本設(shè)計中從動輪與主動輪的規(guī)格、尺寸以及材料都相同，所以我們只要選用從動軸進行校核便可。綜合各因素，得出后齒輪軸

22、結(jié)構(gòu)圖3-6圖3-6 后主動齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖下面對齒輪軸進行分析如圖3-7、3-8、3-93-7 后齒輪軸受力分析(fnx)圖3-8 后齒輪軸彎矩分析(fnx)圖3-9 后齒輪軸彎矩分析(fnx)圖下面對受彎矩、扭矩截面進行校核：查表得知(d zh)40Cr的其中(qzhng) A-A截面(jimin)：A-A截面只受到扭矩作用，彎矩為零，故有此時有，A-A截面合格。B-B截面：B-B截面只受到扭矩作用，彎矩為零，故有此時有，B-B截面合格。C-C截面：C-C截面即受到扭矩的作用，同時還受到彎矩的作用，用此段的危險截面計算有 此時有，C-C截面合格。D-D截面：D-D截面即受到扭矩的作用，同時

23、還受到彎矩的作用，用此段的危險截面計算有此時有，D-D截面合格。綜上，后齒輪泵齒輪軸校核合格。 從動齒輪軸的選定材料選擇和尺寸與各齒輪軸的主動齒輪軸相同即可。4 軸承的選型4.1 軸承(zhuchng)的介紹與選型軸承在分類上總計分為兩大類，一類是滑動軸承，一類是滾動軸承。軸承在機械設(shè)備上幾乎是普遍存在的。軸承主要起兩個作用：一個是起到支撐的作用，可以作為(zuwi)支架將軸支撐固定起來，以保證軸在工作狀態(tài)下的穩(wěn)定和旋轉(zhuǎn)精確度；另一個是起到減少軸與機械支撐處的摩擦和磨損。并且軸承零件是可更換的，在投入使用時，軸的制造工藝精度要求較大，成本較高，且安裝時不便拆解，在安裝軸承時，可以將軸的磨損大大

24、降低，從而節(jié)省元件的維修成本。4.2 滑動軸承(hu dn zhu chn) 按照軸承所受的載荷方向的不同分類，可以分類為向心滑動軸承和推力滑動軸承兩大類，向心滑動軸承主要承受徑向載荷，而推力滑動軸承主要承受軸向荷。4.3 滾動軸承 滾動軸承一般由外圈、內(nèi)圈、滾動體和保持架四個部分組成，外圈通常裝配在元件座上，與機架或者殼體直接接觸，內(nèi)圈通常直接與軸相接觸。這樣，內(nèi)外圈就起到了固定軸承的作用，而內(nèi)圈與外圈之間的滾動體主要起減小摩擦的作用，沿著內(nèi)圈與外圈之間的滾道滾動，保持架的作用就是讓滾動體與滾動體保持一定的距離，不至于相互擁擠到一起。滾動軸承一般可按照軸承承受載荷方向和內(nèi)部滾動體形狀分類，按

25、照承受載荷方向可分類如下表4-1表4-1各類軸承的公稱接觸角軸承種類向心軸承推力軸承徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸公稱接觸角資料來源：機械設(shè)計基礎(chǔ) 按照滾動體形狀分類可以分成調(diào)心球軸承、調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承、深溝球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承和角接觸軸承。如圖4-4為深溝球軸承結(jié)構(gòu)示意圖。圖4-1 深溝球軸承結(jié)構(gòu)(jigu)示意圖 因為本設(shè)計中的軸為齒輪軸，針對(zhndu)轉(zhuǎn)速和磨損等因素，軸承選用6006型號的深溝球軸承，B為13mm。D為55mm。5 軸的聯(lián)接(lin ji) 由于該設(shè)計中的雙聯(lián)齒輪泵內(nèi)部為兩個單獨的齒輪泵，且由一個電動機驅(qū)動(q dn)，所以需要將前后齒

26、輪泵的齒輪軸聯(lián)接起來，這樣才能讓前后齒輪泵共同工作。5.1 軸聯(lián)接(lin ji)的種類 將兩軸互相聯(lián)接的方式(fngsh)有幾種，可以選擇聯(lián)軸器聯(lián)接，也可以選擇鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接。聯(lián)軸器聯(lián)接就是在兩軸之間用聯(lián)軸器將前后軸固定，聯(lián)軸器是由兩個半聯(lián)軸器用軸轂連接起來固裝在主、從動軸上再用連接件連接起來的元件，根據(jù)其功能可大致分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。對于剛性聯(lián)軸器只起連接兩軸傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，不具備其它方面的功能，結(jié)構(gòu)簡單可靠，造價也較低。對于撓性聯(lián)軸器，它是利用運動副將兩個構(gòu)件的相對運動來彌補兩軸線的相對偏移，它的半聯(lián)軸器可以選擇金屬或者非金屬材料，這樣既具有金屬彈性有具有非金屬彈性，主要利用彈性

27、元件的變形來達到補償兩軸間的位移和偏轉(zhuǎn)的目的。銷聯(lián)接銷可以分為圓柱銷、圓錐銷和異形銷等。圓柱銷依靠少量過盈固定在孔中。鍵聯(lián)接就是在兩軸之間添加鍵以達到軸與軸之間的周向固定，從而傳遞扭矩和周向運動。5.2 聯(lián)接選型本設(shè)計中的雙聯(lián)齒輪泵內(nèi)部間隙較小，所以聯(lián)軸器的尺寸在聯(lián)接兩軸時不合適，所以不選擇聯(lián)軸器作為聯(lián)接兩軸的零件，考慮到兩軸間的間隙和周邊空間，也不選擇銷聯(lián)接，最后確定聯(lián)接方式為鍵聯(lián)接，且為矩形花鍵聯(lián)接，如圖5-1圖5-1 矩形花鍵結(jié)構(gòu)示意圖 查詢(chxn)機械設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計附表4-3可知，選擇規(guī)格的矩形(jxng)花鍵，可知具體尺寸分別為N=6，d=26mm，D=30mm，B=6

28、mm。6 雙聯(lián)齒輪泵其他主要(zhyo)問題及解決辦法同步齒輪泵同其他外嚙合齒輪泵一樣，除了會有徑向液壓力不平衡的問題外，同時還有泄漏和困油現(xiàn)象(xinxing)的問題需要解決。6.1 泄漏(xilu)液壓泵中組成密封工作容積的零件作相對運動，其間隙產(chǎn)生的泄漏影響液壓泵的性能。外嚙合齒輪泵油液主要通過(tnggu)3條途徑從高壓腔泄漏到低壓腔，分別是徑向泄漏 徑向泄漏是壓力油液沿齒頂圓與殼體之間的徑向間隙從高壓腔到低壓腔的泄漏。其泄漏量相對較小，約占總泄漏量的10%15%。軸向泄漏 軸向泄漏是壓力油液沿齒輪端面與側(cè)板（或端蓋）端面之間的軸向間隙從高壓腔到低壓腔的泄漏。這部分泄漏量很大，可占總泄

29、漏量的70%75%。齒面嚙合處間隙泄漏由于齒形誤差會造成沿齒寬方向接觸不好而產(chǎn)生間隙，使壓油腔與吸油腔之間造成泄漏，這部分泄漏量很少。提高齒輪泵的壓力，必須減小端面泄漏。減少端面泄漏，即使把間隙做得很小，隨著時間的推移，由于端面磨損而增大。間隙不能補償，容積效率很快下降。目前，提高齒輪泵壓力的方法是用齒輪端面間隙自動補償裝置，即采用浮動軸套或彈性側(cè)板兩種自動補償端面間隙裝置。本設(shè)計中，采用浮動軸套自動補償裝置。結(jié)構(gòu)如圖6-1所示泵體2.密封圈3.軸承4、5.軸套圖6-1浮動軸套結(jié)構(gòu)示意圖圖中，軸套4、5是浮動安裝的，泵工作時，軸套受與泵的壓油腔相通的軸套左側(cè)空腔的壓力油的作用而向右移動，將齒輪

30、兩側(cè)面壓緊，實現(xiàn)自動補償端面間隙，泵的壓力可提高到20MPa26MPa，容積效率不低于0.9。6.2 困油現(xiàn)象(xinxing)在封閉情況下，繼續(xù)改變油液所占的容積而產(chǎn)生壓力急劇變化的現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象。其產(chǎn)生原因在于根據(jù)齒輪連續(xù)(linx)傳動的條件，需要重合度，即在齒輪泵工作時，有時會出現(xiàn)兩對齒輪同時嚙合，于是就有一部分的油液困在兩對齒輪所形成(xngchng)的封閉容器之內(nèi)，如圖6-2所示：6-2雙聯(lián)齒輪泵困油現(xiàn)象原理圖困油現(xiàn)象會使得齒輪泵產(chǎn)生強烈的噪聲并引起振動和氣蝕，降低泵的容積效率，影響工作平穩(wěn)性，縮短使用壽命。為了消除困油的影響，通常是在兩端蓋板上開一對矩形卸荷槽，如圖6-3所示：

31、a-卸荷槽距離b-半距離c-寬度h-高度圖6-3雙聯(lián)齒輪泵卸荷槽原理圖根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 P45公式，得出同步齒輪上卸荷槽尺寸分別為：分別對上述計算進行取值，a=14mm，b=7mm，c=13mm，h=5mm。7 雙聯(lián)齒輪泵其他零件的選型及殼體材料的選取由以上設(shè)計可知，該雙聯(lián)齒輪泵內(nèi)部(nib)的四個齒輪在材料的選取上都選用了40Cr作為齒輪材料(cilio)，經(jīng)過上面的設(shè)計與強度校核，40Cr的嚙合強度和彎曲強度實現(xiàn)了達標效果，所以齒輪配件(pijin)的選擇與加工方式可以根據(jù)40Cr的材料特性進行調(diào)整。，因為本設(shè)計的雙聯(lián)齒輪泵內(nèi)部是兩個齒輪泵串聯(lián)組成的，各個齒輪泵是由兩個相同的齒輪組合而成，所以在進行尺寸確定及材料強度校核時，只需要對前后齒輪泵主動齒輪進行尺寸計算和校核便可，前