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2.2.2排量和流量计算

外啮合齿轮泵的排量就是齿轮每转一圈，齿间工作腔从吸油区带入压油区的油液容积总和。其精度的计算要根据齿轮的啮合原理来进行，计算过程比较复杂。一般情况下用近似计算，假设齿间槽的容积等于齿轮轮齿的体积，则当齿轮齿数为z、节圆 直径为D、齿高为h、模数为m、齿宽为b时，泵的排量为

V??Dhb?2?zpmb （2-1）

22实际上，齿槽容积比齿轮的体积稍大些，所以通常取经验数据为

齿轮泵的实际输出流量为 q?6.66zV?6.66zpmb （2-2）

mbn?v （2-3）

2式（2-3）只是齿轮泵的平均流量，实际上齿轮啮合过程中，啮合点沿啮合线是不断变化的，这就造成齿轮啮合过程中吸、压油腔的容积变化率式不均匀的，因此齿轮泵的瞬时流量式脉动的。设qmax、qmin分别表示最大、最小的瞬时流量，流量脉动率σ可表示为

-qq ??maxminq （2-4）

在齿轮泵中，外啮合齿轮泵的流量脉动率要高于内啮合齿轮泵，并且随着齿数的减少而增大，最高可达20%以上。液压泵的流量脉动对泵的正常使用有较大影响，它会引起液压系统的压力脉动，从而使管道、阀等元件产生振动和噪声，同时，也影响工作部件的运动平稳性，特别是对紧密机场的液压系统更为不利。所以对工作精度要求高的液压系统不宜采用齿轮泵。

2.2.3外啮合齿轮泵的优缺点

（1）优点

① 结构简单、紧凑、价格便宜；

② 自吸力强，抗污染，工作可靠，耐冲击载荷； ③ 使用寿命长，维修容易，不互换，应分组组装。 （2）缺点

① 效率低，泄漏大；

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② 流量脉动大，噪音大； ③ 不能改变流量；

④ 一般转向一定，由配油结构、泵体结构决定。

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第三章 齿轮泵总体设计

3.1齿轮泵的设计要求

3.1.1主要技术参数

根据任务要求，此型齿轮油泵的主要技术参数确定为： 理论排量：25ml/r 额定压力：0.4-0.6MPa 额定转速：750r/min 容积效率：≥90%

3.1.2主要设计要求

工作条件：使用年限15年(每年工作300天)，工作为一班工作制。 噪声：≦95dB（A）（齿轮精度好，两齿轮轴线平行，转速相对低）

3.2齿轮参数的设计与校核

3.2.1.齿轮参数的确定原则：

1) 在要求的排量下泵的体积小、重量轻。

2) 在要求的工况下，齿轮的齿形、轴颈和轴伸等具有足够的强度和刚度。 3) 在要求的工况条件下，泵的轴承载荷小。 4) 尽量减小泵的流量脉动。

5) 在泵系列设计时，尽量减少零件和齿轮刀具的种类，提高通用 化和标准化的程度。

3.2.2齿轮参数的确定

现在确定齿数z、模数m、齿宽B和转速n，由参考书可知齿轮泵每转理论流量Vp的近似计算公式为：

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V?6.66ZmBn?102p?6 （l/min）

式中：m——齿轮模数（mm） z——齿轮齿数 n——齿轮转速(r/min) B——齿宽(mm) （1）确定转速

齿轮泵的转速不宜过高，由于离心力的作用，转速高液体不能充满整个齿间，以至流量减小并引起气蚀，增大噪声和磨损，对高粘性液体的输送影响更大，转速可按表3-1选取。

表3-1 工业齿轮油粘度与节圆极限速度关系

工业齿轮油粘度 ??mm/s? 212 45 76 152 300 520 760 节圆极限速度 Vmax?m/s? 5 4 3.7 3 2.2 1.6 1.25 根据表格数据，由插补法可得液体粘度为680mm2/s时所对应的线速度V=1.5m/s。 节圆线速度

V?式中：D——节圆直径（mm) （2） 确定齿数

??D?n1000?60

齿数的确定，应根据液压泵的设计要求从流量、压力脉动、机械效率等各方面综合考虑。从泵的流量方面来看，在齿轮分度圆不变的情况下，齿数越少，模数越大，泵的流量就越大。从泵的性能抗，齿数减少后，对改善困油及提高机械效率有利，但使泵的流量及压力脉动增加。

目前齿轮泵的齿数Z一般为6-19。对于低压齿轮泵，由于应用在机床方面较多，要求流量脉动小，因此低压齿轮泵齿数Z一般为13-19。齿数14-17的低压齿轮泵，由于根切较小，一般不进行修正。

（3）确定齿宽

齿轮泵的流量与齿宽成正比。增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与泵体及盖板间的摩擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例地增加，因此，齿宽较大时，液压泵的总效率较高.一般来说，

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齿宽与齿顶圆尺寸之比的选取范围为0.2-0.8，即：

B?（0.2—0.8）Da

式中：Da——齿顶圆尺寸（mm） （4）确定齿轮模数

对于低压齿轮泵来说，确定模数主要不是从强度方面着眼，而是从泵的流量、压力脉动、噪声以及结构尺寸大小等方面。

通过取满足以上条件的不同模数、不同齿数的齿轮油泵进行分析、比较，根据如下表3-2所示：

表3-2 齿数模数齿宽转速对照

Z 13 14 15 16 17 18 19 13 14 15 16 17 18 19 m 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 B 46.20004622 42.90004291 40.04004005 37.53753755 35.32944711 33.36670004 31.61055794 32.08336543 29.79169647 27.80558337 26.06773441 24.53433827 23.17131948 21.95177635 n 440.9603135 409.4631483 382.1656051 358.2802548 337.2049456 318.4713376 301.7096882 367.4669279 341.2192902 318.4713376 298.566879 281.0041214 265.3927813 251.4247402

通过对不同模数、不同齿数的齿轮油泵进行方案分析、比较结果，确定此型齿轮油泵的齿轮参数如下： ? 模数m=3

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