齿轮泵结构与应用

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：齿轮泵有两种结构形式，外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵结构简单，成本低，抗污及自吸性好，因此广泛应用于低压系统。为使齿轮能转动，齿轮的厚度略比泵体薄些。内啮合齿轮泵结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声小，在高转速下工作时有较高的容积效率。内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵。表4-4 齿轮泵常见故障及排除方法

齿轮泵有两种结构形式，外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵结构简单，成本低，抗污及自吸性好，因此广泛应用于低压系统。

图4-2 外啮合齿轮泵工作原理图

1.齿轮泵的工作原理和结构

（1）外啮合齿轮泵的工作原理如图4-2所示，在泵体内有一对外啮合齿轮，齿轮两端面靠盖板密封。这样泵体、盖板和齿轮的各个齿槽就形成多个密封工作腔，同时轮齿啮合线又将左右两腔隔开，形成吸、压油腔。当齿轮按图4-2所示方向旋转时，右侧吸油腔的轮齿相继脱开，使其密封工作容积不断增大，形成一定真空，在大气压作用下从油箱吸进油液。随着齿轮的旋转齿槽内的油液被带到左侧压油腔，压油腔内的轮齿不断进入啮合，使其密封容积不断缩小，油液被挤出。当齿轮连续旋转，齿轮泵就不断地吸油和压油。

CB-B型外啮合齿轮泵的结构如图4-3所示，它采用了三片式结构，即前盖板5、泵体4、后盖板1。一对齿数相同，宽度与泵体相等互相啮合的齿轮装在泵体4内，两齿轮分别用键联接在由滚针轴承支承的主动轴7和从动轴9上，盖板与泵体用定位销和螺钉固紧。为使齿轮能转动，齿轮的厚度略比泵体薄些。为了防止油从泵体和盖板间泄漏到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽d，使渗入泵体和盖板间的压力油引入吸油腔。从压油腔泄漏到滚针轴承端部的压力油可通过泄油通道a、b、c流回吸油腔，以保证冷油循环润滑轴承。

图4-3 CB-B型外啮合齿轮泵

1—后盖板 2—螺钉 3—齿轮 4—泵体 5—前盖板 6—密封圈 7—主动轴 8—定位销 9—从动轴 10—滚针轴承 11—堵头

图4-4 内啮合齿轮泵的工作原理

a）渐开线齿形 b）摆线齿形

1—吸油腔 2—压油腔

（2）内啮合齿轮泵的工作原理如图4-4所示，它有渐开线齿形和摆线齿形两种。在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙形隔板，把吸油腔和压油腔隔开（图4-4a）。当小齿轮按图示方向旋转时，内齿轮也以相同方向旋转，图中左半部轮齿脱开啮合的地方，齿间容积逐渐扩大，形成局部真空。液体在大气压力作用下，进入吸油腔，填满各齿间即为吸油；而在图中右半部轮齿进入啮合的地方，齿间容积逐渐缩小，油液被挤压出去即为压油。

摆线齿形内啮合齿轮泵又称摆线转子泵，此泵小齿轮和内齿轮只相差一齿，因此不需设置隔板（图4-4b）。由于两齿轮是多齿啮合，这就形成了若干个密封容积。当小齿轮按图示方向旋转时，带动内齿轮同向旋转，图中左半部轮齿退出啮合容积增大而吸油，右半部轮齿进入啮合容积缩小而压油。

内啮合齿轮泵结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声小，在高转速下工作时有较高的容积效率。内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵。

（3）齿轮泵的困油现象为了保证齿轮泵工作平稳，齿轮啮合的重叠系数ε必大于1，当前一对齿尚未退出啮合时，后一对齿已经进入啮合，这样就会出现两对轮齿同时啮合的瞬间。此时在两对轮齿啮合线和盖板之间便形成一个封闭腔，油液就被困在其中（图4-5a），称为困油现象。这个封闭容积随着齿轮的转动而逐渐减小，到两啮合点A、B处于节点两侧的对称位置时（图4-5b），封闭容积为最小。齿轮再继续转动时，封闭容积又逐渐增大，直到图4-5c位置时，容积变为最大。在封闭容积减小时，被困油液受到挤压，压力急剧增高，作用于齿轮、轴、轴承和联接螺钉等零件上，使这些零件受到很大的附加载荷。同时被挤压的油从一切可能泄漏的缝隙中挤出，造成功率损失，使油液发热等。当封闭容积增大时，由于没有油液补充，因此形成局部真空，使溶于油液中的空气分离出来，加速油液汽化，形成气泡，引起噪声、振动和气蚀。这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性和使用寿命。