电静压系统用内啮合齿轮泵流量脉动特性

直线共轭内啮合齿轮泵工作噪声低且流量平稳,但关于其流量脉动的机理尤其是相关试验的研究较少。通过理论计算的方法,推导了直线共轭内啮合齿轮泵的瞬时流量计算公式、流量脉动率公式和困油腔的相对容积变化公式。利用三维流体动力学有限元仿真分析方法研究了困油腔的压力波动特性和泵出口的流量脉动特性。按照国际标准ISO 10767-1-2015规定的试验方法进行了泵出口流量脉动试验,试验测试某型排量10 mL/r的直线共轭内啮合齿轮泵在转速750 r/min和出口压力7.5 MPa的情况下,流量脉动率约为6.35%,流量脉动较小。     

外啮合齿轮泵的瞬时流量及脉动特性研究

采用控制体积方法,依据齿轮啮合原理将退出齿轮泵控制区域的容积分为两部分,一部分为齿轮渐开线所对应的容积,另一部分是由齿轮副啮合点沿啮合线运动所形成的容积,推导出外啮合齿轮泵的瞬时流量公式。并通过实例计算证明了卸荷槽对减少齿轮泵流量脉动的必要作用。最后讨论了齿轮模数、齿数、压力角及齿顶高系数等设计参数对齿轮泵的流量特性的影响。     

双圆弧斜齿齿轮泵脉动特性分析及齿形设计

针对普通渐开线齿轮泵流量脉动大、噪声大以及困油现象等问题,设计出一种以双圆弧斜齿轮为运动副的齿轮泵。对比分析啮合特性,得出双圆弧斜齿轮传动的优越性。以正弦曲线为过渡曲线,利用啮合共轭原理求解出双圆弧斜齿轮端面齿廓方程。采用等面积法求解了双圆弧斜齿齿轮泵的最大和最小瞬时排量,得出理论脉动趋于零的结论。利用FLUENT三维动网格技术,对比分析齿轮参数相同的双圆弧斜齿轮泵和渐开线斜齿轮泵的流量脉动,得出前者的流量脉动远小于后者的结论。     

复合齿轮泵理论及应用预测

本文结合内、外啮合齿轮泵的优点,提出了一种新型的液压径向力平衡的齿轮泵－复合齿轮泵。从理论上推导了标准齿轮及变位齿轮时泵的瞬态流量特性,得出结论：标准齿轮复合齿轮泵的流量脉动率远小同种类型的外啮合齿轮泵;变位齿轮复合齿轮泵的流量脉动率较同种类型标准齿轮复合轮泵的流量脉动率为小。进而对该泵的应用提出了一些建议。     

高容积率低流量脉动外啮合齿轮泵设计技术研究

通过对瞬态流量进行分析,探讨了影响齿轮原脉动和容积率大小,齿轮泵瞬态流量以及齿轮泵困油容积和瞬态困油量等问题,得到了降低外啮合齿轮泵流量脉动措施。通过建立齿轮泵间隙泄漏模型,优化得到齿轮泵轴向间隙补偿的最优值,为齿轮泵结构优化设计奠定了基础。     

直线共轭内啮合齿轮泵的流量脉动分析

本文运用齿轮啮合原理对直线共轭内啮合齿轮泵的流量脉动特性进行研究,导出了流量脉动率的计算公式,并分析了啮合过程对流量脉动特性的影响.     

高速高压双圆弧斜齿齿轮泵空化抑制措施研究

双圆弧斜齿齿轮泵在高速高压工况下其内部流场空化现象严重，对齿轮泵的性能产生不利影响。为抑制齿轮泵的空化，建立了双圆弧斜齿齿轮泵吸油腔近啮合区域压力数学模型，以该区域压力值最大为目标函数，利用遗传算法对其各个影响因素求最优解，重新建立齿轮泵三维模型并设定模拟工况，利用动网格技术，通过PUMPLINX对齿轮泵内部流场的空化现象进行数值模拟，并分析了抑制空化后对齿轮泵的影响。结果表明：抑制空化后齿轮泵内部流场空化现象明显减小，齿轮泵的空化现象得到了有效的抑制，验证了吸油腔近啮合区域压力数学模型的正确性；相对于抑制空化前，抑制空化后的齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显减小，泵出口流量脉动率减小了25.63%,泵出口平均流量提高了4.4 L/min,泵容积效率提高了10.04%,显著提高了双圆弧斜齿齿轮泵的性能。     

外啮合微小齿轮泵流场模拟分析与优化

为了揭示微小齿轮泵的几何参数与其工作性能之间的关系，利用Fluent动网格技术，对汽车尾气处理装置中微小齿轮泵进行二维数值模拟分析，探究顶隙、齿轮齿数等几何参数对微小齿轮泵流量和精度的影响规律。结果表明，在其他条件相同时，随着顶隙增大，平均流量逐渐变小，流量脉动率逐渐增大，顶隙由0.02 mm变化为0.3 mm时，平均流量减小约33%，流量脉动率增大约18%，精度降低；随着齿轮齿数增大，流量和流量脉动率均减小，齿轮齿数由14增大到28时，平均流量减小约54%，流量脉动率减小约95%，精度逐渐提高，齿轮齿数对流量脉动率的影响幅度明显高于对流量的影响效果。     

低脉动齿轮泵的主动设计及特性分析

针对现有齿轮泵流量脉动大的问题,提出一种低脉动齿轮泵齿轮齿廓的主动设计方法,即通过控制齿轮泵的流量脉动系数,主动控制齿廓形状。根据齿轮啮合原理,在引入极距和压力角函数的基础上,推导齿轮泵的瞬时流量和脉动系数的数学表达式,建立低脉动齿轮泵主动设计的数学模型,推导流量脉动系数的临界条件,给出了其设计流程。并通过具体实例,详细说明了低脉动齿轮泵的主动设计过程,分析了低脉动齿轮泵的特性,并与相同参数的渐开线齿轮泵进行了对比,研究成果可为降低齿轮泵的流量脉动、提高齿轮泵的工作平稳性和寿命,提供一种新的思路。     

中心轮齿数对五极外啮合齿轮复合泵流量脉动的影响分析

目前，外啮合齿轮复合泵具有很好的应用前景，由于它由一个中心轮带动周围多个从动齿轮工作，结构对称，中心齿轮承受的总径向力为零。和普通外啮合齿轮泵相比，它的工作压力得到提高。该文以五极外啮合齿轮复合泵为例，介绍了它的结构原理，重点分析了它的流量脉动特性，并导出了流量脉动率的计算公式。     

基于MATLAB外啮合齿轮流量计的流量特性仿真研究

分析了普通外啮合齿轮流量计的瞬态流量,由齿轮马达的瞬态流量特性推导出了流量计的瞬态流量数学模型,给出了不同齿数情况下流量计的流量脉动,研究了脉动率和齿轮齿数的关系,利用MATLAB软件模拟了流量计的流量特性仿真曲线,证明了可以用适当增大从动轮齿数的方法来降低流量计的流量脉动。     

基于流量脉动系数的齿轮泵齿廓的主动设计及特性分析

为了降低齿轮泵的流量脉动，提出了基于流量脉动系数的齿轮齿廓的主动设计方法。分析了基于极距和压力角函数的齿廓方程的数学描述方法，建立了基于流量脉动系数的齿轮泵中齿廓的主动设计的数学模型，给出了避免齿顶变尖和齿廓交叉的约束条件。以流量脉动系数为10%的齿轮泵为例，设计了齿轮泵的主体结构，分析了齿轮泵的基本特性，并与相同参数的渐开线齿轮泵进行了对比分析。研究结果对于缓解齿轮泵的流量脉动具有重要的理论和实践意义。     

直线共轭内啮合齿轮泵的瞬时流量分析

保证齿轮泵的流量稳定性对液压系统的正常运行有重要的作用,流量脉动也是齿轮泵主要的噪声来源,通过啮合分析对直线共轭内啮合齿轮泵的齿轮啮合过程和流量脉动特性进行系统研究,推导了齿轮泵瞬时流量的计算公式,分析了直线共轭内啮合齿轮副主要参数对齿轮泵瞬时流量变化特性的影响。     

高压航空燃油齿轮泵的齿轮强度校核及应力仿真分析

以某型外啮合高压航空燃油齿轮泵为研究对象,推导齿轮理论强度校核计算公式及校核流程,对其齿轮进行强度校核;通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型,基于ANSYS进行齿轮的动态啮合过程、静态接触应力、静态弯曲应力仿真;将3种仿真结果与理论校核结果进行对比,表明该仿真技术能够有效实现该型泵的应力仿真分析。应力分布结果表明:齿轮动态啮合过程中,最大应力发生在中心距中点位置和啮合线末端,且通过对2个位置的静态接触应力和弯曲应力仿真获取相应的齿面接触应力和齿根弯曲应力的啮合性能参数,再次验证齿轮的受力规律,对新一代航空发动机主供油泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。     

外啮合齿轮马达齿廓测试方法研究

外啮合齿轮马达工作时产生的压力流量脉动是马达工作噪声的主要来源，而研究马达降噪的一个方法是利用齿轮马达模型分析优化齿廓曲线与齿轮啮合容积的动态关系。目前研究中的模型一般采用标准的渐开线或摆线进行仿真，而未体现齿廓曲线由于变位和加工误差对齿轮啮合容积的动态特性的影响。提出一种采用激光位移传感器对外啮合齿轮马达齿廓进行非接触测量的方法，搭建了齿形测试装置并采用MATLAB/C语言建立实际齿廓曲线，从而得到轮齿的齿形信息。试验结果对比了实际与理论马达齿轮齿廓，实现了齿廓测量，并提出改进齿轮马达非接触测量精度的方法。     

齿顶间隙对双圆弧螺旋齿轮泵泄漏及空化特性的影响

为了研究在高速高压工况下双圆弧螺旋齿轮泵齿顶间隙对齿轮泵泄漏及空化特性的影响,建立了双圆弧螺旋齿轮泵最佳齿顶间隙数学模型,计算出最佳齿顶间隙。利用PumpLinx对考虑空化后不同齿顶间隙的齿轮泵内部流场进行数值模拟,结果表明:当齿顶间隙为0.02 mm,齿轮泵的流量脉动和压力脉动相对较小,流量输出品质好,与理论分析最佳齿顶间隙为0.0207 mm基本一致,验证了最佳齿顶间隙模型建立的正确性;齿顶间隙会影响齿轮泵内部流场的空化程度和泄漏量,齿轮泵内部的空化程度随着齿顶间隙的增大而减小,齿顶间隙处的泄漏会随齿顶间隙的增大而增大;齿轮泵齿顶间隙处的空化具有密封作用,可以减小齿顶间隙泄漏。研究结果对双圆弧螺旋齿轮泵结构优化及应用具有一定的参考价值。     

Elastodynamic analysis of a gear pump. Part I: Pressure distribution and gear eccentricity

A non-linear lumped kineto-elastodynamic model for the prediction of the dynamic behaviour of external gear pumps is presented. It takes into account the most important phenomena involved in the operation of this kind of machines. Two main sources of noise and vibration can be considered: pressure and gear meshing. Fluid pressure distribution on gears, which is time-varying, is computed and included as a resultant external force and torque acting on the gears. Parametric excitations due to time-varying meshing stiffness, the tooth profile errors (obtained by a metrological analysis), the backlash effects between meshing teeth, the lubricant squeeze and the possibility of tooth contact on both lines of action were also included. Finally, the torsional stiffness and damping of the driving shaft and the non-linear behaviour of the hydrodynamic journal bearings were also taken into account. Model validation was carried out on the basis of experimental data concerning case accelerations and force reactions. The model can be used in order to analyse the pump dynamic behaviour and to identify the effects of modifications in design and operation parameters, in terms of vibration and dynamic forces.Part I is devoted to the calculation of the gear eccentricity in the steady-state condition as a result of the balancing between mean pressure loads, mean meshing force and bearing reactions, while in Part II the meshing phenomena are fully explained and the main simulation results are presented.     

梯形卸荷槽对外啮合齿轮泵困油压力与流量脉动影响的研究

为减小“困油”所引起的压力冲击与流量脉动,基于双斜型卸荷槽、根据齿轮的啮合特点以及啮合过程中困油腔容积的变化规律,对原耳形卸荷槽进行优化,设计了一种具有更大卸荷面积、结构更加紧凑且易加工的梯形卸荷槽。在数值模拟过程中,分别监测耳形、梯形卸荷槽所在的齿轮泵流场困油区压力与出油口流量变化情况。结果表明:当转速在1000~4000 r/min内变化时,梯形卸荷槽能使困油容积区域压力峰值比耳形卸荷槽分别降低36.3%~47.5%,10.7%~22.5%;能使出油口流量脉动系数降低20%~86.1%。证明了梯形卸荷槽降低困油压力缓解困油现象的高效性与降低泵出油口流量脉动的有效性,为渐开线外啮合齿轮泵卸荷槽的创新设计提供了一种新的途径。