齿轮泵设计说明

液压元件与系统综合训练综合训练一：液压泵的设计Q=60L/minn=1450rad/minp=2.5MPa班级：流体13-2班姓名：单德兴指导教师：魏晓华学号：13072402021、外齿轮泵............................................................................................31.1外齿轮泵的工作原理....................................................................32.齿轮泵的困油现象(也称齿封现象)..........................................................33.齿轮泵设计.........................................................................................43.1齿轮泵参数设计...........................................................................44.齿轮泵校核...........................................................................................84.1参数选择.................................................................................84.2齿轮校核...................................................................................104.3轴的剪切力校核.........................................................................134.4泵体的校核................................................................................145.其他零件选择与校核............................................................................155.1卸荷槽的计算............................................................................155.2联轴器的选择及校核计算...........................................................155.3连接螺栓的选择与校核..............................................................165.4齿轮泵进出口大小确定..............................................................175.5键的选择...................................................................................175.6销的选用...................................................................................186.使用说明.............................................................................................196.1安装..........................................................................................196.2故障排除...................................................................................201、外齿轮泵1.1外齿轮泵的工作原理基本结构组成：齿轮（主动齿轮、从动齿轮）、泵体、吸入口、排出口。装配关系：主动齿轮和从动齿轮分别安装在两根平行的转轴上；两根平行的泵转轴由泵体和端盖支承；两齿轮被安装在泵体内。工作原理：KCB齿轮式输油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。A为入吸腔，B为排出腔。泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿化从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空，液体被吸入。被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B)，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵的排出口排出泵外2.齿轮泵的困油现象(也称齿封现象)齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于一对，即重叠系数ε应大于1(ε=1.4)才能正常工作。留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的转动而变化。这就是齿轮泵的困油现象3.齿轮泵设计3.1齿轮泵参数设计齿轮泵的流量Q、压力p为已知的设计参数。1.确定泵的理论流量0Q为VQQ/0=ml16.6395.060（2—9）式中：V——泵的容积效率V=0.95。2.选定转速：由原动机直接驱动，原动机的转速即为泵的转速，或将原动机减速后作泵的转速。若采用交流电动机驱动，一般转速为1450r/min。3.选取齿宽系数K：对于低压齿轮泵K=7,压力高取小值，压力低取大值。4.选取齿数Z：对于中低压齿轮泵：Z=135.计算齿轮模数m：当为标准齿轮时：28.4)27.013(6145014.321067)27.0(21036360ZnKQm=4.28≈4.5（mm）圆整后去4.56.校验齿轮泵的流量。该流量与设计理论流量相差5%以内为合格。当为标准齿轮时：min)/(09.662745.135.414502714.3210)12cos1(2262220LZBnmQ当泵流量与设计理论流量相差控制在5%以内。7.校核齿轮节圆线速度HV。][4.460100014505.5814.3601000HHHVnDV式中：HD——节圆直径，(mm)n——转速，(r/min)][HV——齿轮节圆许用线速度，其值见表1-1若轮周速度太大，须减少节圆直径，办法是减少齿数或增加齿宽，有时也可以修改转速n。表1-18.确定困油卸荷槽尺寸。(1)两卸荷槽之间的距离a22cosAZma式中：0t——齿轮基节（mm）H——齿轮啮合角（°）——分度圆压力角取20（°）A——两齿轮实际中心距（mm）m——模数（mm）Z——齿数(2)卸荷槽宽度：minC2222mincos1cosAZmmC式中：——重叠系数4.1当压力角20且中心距为标准值时，mc3.1min为保证卸荷槽畅通mc5.2min(3)卸荷槽深度h：卸荷槽深度的大小，影响困油排出的速度，一般取mh8.0。式中：m——齿轮模数（mm）。工业齿轮油粘度smm/2124576152300520760节圆极限速度sm/Vmax543.732.21.61.25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：（1）模数m=4.5（2）齿数z=13（3）齿宽b=27目前我国广泛采用的是“增一尺修正法”设计计算齿轮泵的齿轮参数。采用这种方法的优点是：可以使压力角为20°的标准齿轮刀具，避免发生根切，齿轮的齿顶圆直径和中心距为整数。（4）理论中心距Ao=mz=58.5（5）实际中心距Ao=m(z+1)=63（6）齿顶圆直径mmZmDe723135.43（7）基圆直径mm4.6320cos155.4cosnjmzD（8）基圆节距mmmtnj28.1320cos5.4cos（9）齿侧间隙36.0~045.05.408.0~01.008.0~01.0mcn（10）啮合角28ncos1/arccosα）（zz（11）齿顶高mmmh75.65.45.15.1（12）（12）齿根高mmmh625.55.425.125.1（13）全齿高mmmh125.105.425.225.2（14）齿根圆直径mmhDDei75.60625.5*2-722（15）径向间隙375.3220ieDDAmc(16）齿顶高75.65.45.15.1mh（17）齿顶压力角3620cos21313arccoscos2arccosarccosneieZZRR（18）分度圆弧齿厚0.720cos22.025.4cos22nnfcms（19）齿厚10.72ms（20）齿轮啮合的重叠系数4.128an36an14tantan14ππtte（21）公法线跨齿数1.25.0180KZ4.齿轮泵校核4.1参数选择此设计中齿轮材料选为40rC，调质后表面淬火使用系数AK表示齿轮的工作环境（主要是振动情况）对其造成的影响，使用系数AK的确定：液压装置一般属于轻微振动的机械系统所以按上表中可查得AK可取为1.35。2.齿轮精度的确定齿轮精度此处取7原动机工作特性工作机工作特性均匀平稳轻微振动中等振动强烈振动均匀平稳1.001.251.501.75轻微振动1.101.351.601.85中等振动1.251.501.752.0强烈振动1.501.752.02.25机器+名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3~6拖拉机6~10金属切削机床3~8通用减速器6~9航空发动机4~8锻压机床6~9轻型汽车5~8起重机7~10载重汽车7~9农业机械8~113.动载系数VK表示由于齿轮制造及装配误差造成的不定常传动引起的动载荷或冲击造成的影响。动载系数的实用值应按实践要求确定，考虑到以上确定的精度和轮齿速度，偏于安全考虑，此设计中VK取为1.1。4.齿向载荷分布系数HK是由于齿轮作不对称配置而添加的系数，此设计齿轮对称配置，故HK取1.185。5.一对相互啮合的齿轮当在啮合区有两对或以上齿同时工作时，载荷应分配在这两对或多对齿上。但载荷的分配并不平均，因此引进齿间载荷分配系数HK以解决齿间载荷分配不均的问题。对直齿轮及修形齿轮，取HK=16.弹性系数222121111EEZE单位——21aMP，数值列表此设计中齿轮材料选为40rC，调质后表面淬火，由上表可取。)(8.18921aEMPZ齿轮材料弹性模量配对齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑料1180001730002020002060007850锻钢162.0181.4188.9189.8铸钢161.4180.5188球墨铸铁156.6173.9灰铸铁143.7弯曲疲劳强度寿命系数FNK7.选取载荷系数1.3K4.2齿轮校核1.齿面接触疲劳强度校核对一般的齿轮传动，因绝对尺寸,齿面粗糙度，圆周速度及润滑等对实际所用齿轮的疲劳极限影响不大，通常不予以考虑，故只需考虑应力循环次数对疲劳极限的影响即可。齿轮受力图齿轮的许用应力按下式计算SlimS——疲劳强度安全系数。对解除疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声，振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取1SSH。