齿轮泵的研究

齿轮泵以其结构紧凑、体积小、自吸性能好、对污物不敏感、工作可靠、寿命长、便于维护

修理、成本低而广泛地应用于各种液压系统。外啮合齿轮泵由于其制造工艺简单而得到广泛
应用，内啮合齿轮泵制造虽然比外啮合复杂，但在相同的尺寸下其排量大，且流量脉动和
压力脉动小。而一般内啮合齿轮泵的噪音比外啮合低。正因为这些优点，近十年来，内啮合
齿轮泵的研究与发展出现了诱人的前景，而且在各种精密机床、注塑机械、石油化工机械、工
程机械、农业机械、锻压机械、船舶设备等领域，获得日益广泛的应用。
    1．内啮合齿轮泵的工作原理
    内啮合齿轮泵的工作原理如图 l 所示。在一对相互啮合的具有共扼齿形的小齿轮 1 和内齿
圈

2 之间有月牙隔板 3 将吸油腔和压油腔隔开。当小齿轮按图示方向旋转时，内齿圈也以相

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，形成真空，液体在大气
压力作用下进入吸油腔并填满各齿间，而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，轮齿不停的转动，齿轮泵就不停的吸油和压油。

 

    2．内啮合齿轮泵的研究热点
    内啮合齿轮泵的研究主要集中在以下几方面：
    （１）参数的优化设计
    由于齿轮泵中的一对齿轮是油泵的心脏，是最关键的工件，其参数选择合理与否，将直
接影响着泵的性能、噪声和寿命。在实际应用中，有些场合对齿轮泵的流量均匀性要求很高；
有些场合则要求泵的尺寸小或作用于齿轮的径向力小。不同的需要有不同的数学模型，但也
有综合各方面要求的基础上而进行优化的。设计者们考虑了齿轮泵的工作条件及实际应用的
具体要求不同构建了：流量脉动率最小、单位排量体积最小和径向力最小这三个主要目标函
数，在进行优化设计时，根据不同的使用要求分别对上述三个分目标取不同的加权系数，
来构造一个统一的目标函数进行优化。
    （２）变量方法的研究
    齿轮泵不能变量大大限制了它的使用范围，目前改变齿轮泵排量的方法有：（1）两齿轮
大小不等，分别以小齿轮和大齿轮作主动轮可以获得两种排量

;(2) 改变齿轮啮合宽度改变

排量，根据需要可做成手动变量和自动变量，排量与啮合宽度成线性关系。该法比较具有实
用价值，改变啮合宽度的关键是解决齿轮泵的轴向密封。
    （３）困油的卸荷措施
    齿轮泵的困油现象对齿轮泵乃至整个液压系统都产生了很大的危害。困油冲击与齿轮啮合
的重叠系数及卸荷是否完全有很大的关系。
    （４）高压化研究
    高压齿轮泵和低压齿轮泵的工作原理是相同的，但低压齿轮泵却不能在高压上使用。其原
因：

a)由于低压齿轮泵齿轮的端面间隙和径向间隙都是定值，当工作压力提高后，其间隙

的泄漏量大大增加，使容积效率显著下降

;b)随着工作压力的提高，不平衡的径向力也随之

增大，以致轴承不能承受和不能工作。目前研究的解决方法有

:a)对齿轮的径向间隙和轴向间

隙进行自动补偿

;b)减小齿轮泵的径向力，可通过减小排油口的尺寸、优化齿轮参数，改变