第二章 齿轮泵概述

齿轮泵广泛应用在各种液压机械上，它的主要优点是：结构简单紧凑、体积小、重量轻、自吸能力好、对污物不敏感、工作可靠、使用寿命长、便于维护修理、成本低、又因齿轮是对称的旋转体，故允许高速旋转，最大工作压力可达到315bar。其缺点是：流量和压力脉动大、噪声大、排量不可变。

目前泵的流量范围为Q=2.5～750l/min；压力范围为p =10～315bar；转速范围为n =1300～4000rpm，高速时（如应用在飞机上）可达8000rpm；容积效率

ηv=0.88～0.96；总效率η=0.78～0.92。

在设计外啮合齿轮泵之前，首先要对其工作原理以及结构要有定性的分析。外啮合齿轮泵中的一对齿轮是泵的心脏，是齿轮泵中最关键的元件，其参数选择合理与否，将直接影响着泵的性能，噪声和寿命。本文构建了一个多目标的优化设计数学模型。它包括：1、流量脉动最小；2、单位排量体积最小；3、径向力最小这三个主要分目标函数。在进行优化设计时，根据不同的使用的要求，分别对上述三个目标函数取不同的权系数，来构造一个统一的目标函数，然后利用单目标函数的最优化函数方法进行优化。

 2.1 外啮合齿轮泵的分类

  按齿轮啮合的形式可分为：外啮合式和内啮合式

  按齿形曲线可分为：      渐开线齿形式和摆线式

  按齿面形式可分为：      直齿齿轮式、斜齿齿轮式、人字齿齿轮式、圆弧齿面的齿轮式

  按啮合齿轮的个数分：    二齿轮式和多齿轮式

  按齿轮级数可分为：      单级齿轮泵和多级齿轮泵

 2.2 外啮合齿轮泵的工作原理

本文讨论的是外啮合齿轮泵都是指“两个齿轮具有相同参数的渐开线外啮合齿轮泵”。

外啮合齿轮泵的基本工作原理就是：一对齿轮相互啮合，由于齿轮的齿顶和壳体内孔表面间隙很小，齿轮端面和盖板很小，因而把吸油腔和压油腔隔开。当齿轮按图示方向旋转时，啮合点右侧啮合着的齿逐渐退出啮合，空间增大，形成局部真空，油箱中的油在外界大气压作用下进入吸油腔；啮合点左侧的齿逐渐进入啮合，把齿间的油液挤压出来，从压油口强迫流出，这就是齿轮泵的吸油和压油过程。当齿轮不断转动时，齿轮泵就不断的吸油和压油。 以下为外啮合齿轮泵的工作原理图，具体的看一个密封腔完整的工作过程。

图1 外啮合齿轮泵工作原理图

2.3  典型外啮合齿轮泵的结构特点

目前国内最常用的是CB型齿轮泵，下表是一些CB型齿轮泵的基本性能参数：

表1  齿轮泵性能参数表