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。     

齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计

为了明晰齿轮泵/齿轮马达输出量的脉动机理及其差异性,基于由性能到参数的逆向设计方法和渐开线齿廓的无根切特点,以最能反映输出脉动与困油等性能的重合度和轻量化效果的齿数为渐开线齿廓的构造变量,重点推导出无量纲节法线长度等齿廓参数式;据此,重构出齿轮泵输出流量和齿轮马达输出转速的脉动系数式;由许可脉动系数下的轻量化设计方法,确定出相应的最小重合度及其最少齿数。结果表明,重合度是影响脉动系数的关键参数,齿轮马达的转速脉动系数大于齿轮泵的流量脉动系数,重合度越大,脉动系数越小,脉动差异性越小,但困油负荷越大;重合度和齿数是影响轻量化效果的两个关键参数,重合度越大或齿数越少,轻量化效果越好;最小重合度由许可脉动系数唯一确定,最少齿数由最小重合度、许可齿顶压力角和许可齿顶圆心角等共同确定,从而完善了齿轮泵/齿轮马达就脉动系数方面的现有结论。     

齿轮泵无困油摆线齿廓的逆向设计与低脉动措施

为解决齿轮泵困油现象和流量脉动大的结构性问题,基于摆线齿轮的传动优势和圆摆线的成形原理,以最能体现齿轮泵性能的齿数和滚圆半径系数为构造参数,以齿顶圆心角、齿顶半径系数和齿顶压力角为功能参数,逆向构建出重合度为1的摆线齿廓,并通过双齿轮副构造和脉动系数最小化的两大措施,解决了原有单一齿轮副流量脉动大的结构性问题。结果表明,摆线齿廓逆向设计方法简单、结果精准,能被一般工程技术人员直接采用;单一齿轮副的重合度为1,可确保齿轮泵的无困油现象;双齿轮副轴向π/齿数的错位装配易于实现,轴向综合重合度为2,可确保摆线齿轮副的传动平稳性;最小齿数为6且不存在根切现象,双齿轮副较单一齿轮副具有75%左右的脉动改善率,基于脉动最小化的最佳摆线齿廓参数可直接应用于生产实践。为摆线齿轮泵无困油低脉动的进一步研究与开发提供了理论基础。     

直面性能要求的泵用齿轮高效设计方法

为建立一种泵用渐开线齿轮的高效简便设计方法,基于无根切和采用标准齿顶高系数与标准压力角的三限制条件,推导出齿轮泵的相关性能参数,并由此构建出由工况参数到性能参数到齿廓参数到齿轮参数的逆向设计方法.结果 表明:齿数是主要的齿廓参数,最小齿数为6,逆向设计方法简单高效;重合度是影响流量脉动的直接要素,齿数越多,重合度越大,...     

异齿数对外啮合齿轮泵流量特性的影响

从分析直齿外啮合齿轮泵的流量特性入手,采用扫过容积的方法,以主动齿轮的啮合半径为变量,建立异齿数下齿轮泵单齿流量脉动的平均流量、流量不均匀系数和流量脉动频率的公式.实例分析异齿数对流量特件的影响,并得出一些重要结论.     

高性能齿轮泵的一种双压力角齿廓构造方法

为实现齿轮泵的高综合性能，提出了一种工作侧压力角大于非工作压力角的齿廓构造方法。通过对无根切无变位齿廓参数的分析，建立了泵轻量化、流量脉动和困油等性能系数关于工作压力角的解析式；依据齿顶圆弧角的最小许用值，给出了非工作压力角确定的一维迭代方法。结果表明，双压力角无变位的齿廓构造，既消除了根切现象，又可采用标准的加工方法；工作压力角越大，轻量化、困油和齿根抗弯等性能越好，流量脉动质量却越差；工作压力角越大，齿形曲率半径越大，齿面滑动系数和接触应力越小，轮齿磨损越小和寿命越长；齿顶高系数越大，流量脉动质量越好，困油性能越差，且对轻量化性能几乎无影响；由工作压力角和齿顶圆弧角许用下限共同确定非工作压力角，方法简单可靠等。得出无根切无变位双压力角齿轮能够实现泵的高综合性能的结论。     

齿轮泵的流量脉动机理分析与设计

齿轮泵流基脉动大的缺点限制了其应用的范围,因此对于齿轮泵流量脉动的研究尤为重要。文中研究了齿轮泵流量脉动的机理,探讨了瞬时流量脉动规律,指出齿轮泵流量脉动的本质,并用错齿方法设计出流量为25L/min的错齿泵。     

基于改进粒子群算法的内啮合齿轮泵优化设计

为减小内啮合齿轮泵的流量脉动,以PGH型渐开线内啮合齿轮泵为研究对象,建立流量脉动率和齿形参数的数学模型,分析了齿轮泵在外齿圈和小齿轮满足不同啮合关系时的瞬时流量,并据此建立齿轮泵的优化数学模型;将遗传算法中的遗传和变异操作引入到粒子群算法中得到改进粒子群算法,通过此算法对齿轮分度圆压力角、变位系数、齿顶高系数和齿数等参数进行优化,得到了齿轮泵流量脉动率最低时的齿形参数;通过Matlab仿真验证,结果表明:齿轮泵的流量脉动率和齿形参数呈非线性变化关系;在满足结构要求和合理传动等条件下,经过该方法优化以后,齿轮泵的流量脉动率降低了7. 27%,实现了内啮合齿轮泵流量脉动的降低。     

基于数值建模的直线共轭内啮合齿轮泵流量特性分析

文中根据齿轮啮合基本原理,推导直线共轭内啮合齿轮副的齿廓方程,基于数值建模的方法建立三维模型进行运动仿真验证其正确性.在此基础上,用矢量射线法推导齿轮泵容腔容积角导数公式、流量公式,应用MATLAB编程分析齿轮泵齿数差、齿形半角对容腔容积角导数变化剧烈程度和流量脉动的影响,对直线共轭内啮合齿轮泵的理论设计和应用有重要指...     

基于完全封闭解的外啮合齿轮泵运动学流动特性分析

该文运用封闭式的流量方程研究了外啮合齿轮泵的流动特性.对带有和不带有缓冲槽的外啮合齿轮泵的流量和流量脉动系数进行了计算和比较.最后讨论了设计参数齿数和齿顶高系数对外啮合齿轮泵的流量特性的影响.     

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。     

三相活齿泵的理论研究

根据活齿传动原理与活齿泵的工作原理,提出了三相活齿泵的结构原理,推导出了中心轮的齿廓曲线方程,验证了激波器所受的径向液压力完全平衡,分析了三相活齿泵定量与变量形式的流量特性.研究表明,该活齿泵受力对称,液压力平衡,消除了轴承的磨损,流量大,泄漏小,效率高,提高了泵的工作压力,是一种双向泵和变量泵,从理论上讲可以作为液压马达.     

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。     

考虑中心距误差的圆弧齿轮泵流量脉动特性研究

新型圆弧齿轮泵有效地解决了传统齿轮泵存在的困油和流量脉动问题,然而,齿轮泵加工过程与装配安装相关的中心距误差对圆弧齿轮泵出口流量脉动特性有重要影响。推导了圆弧齿轮齿廓方程,并建立了圆弧齿轮泵内部齿腔压力模型,齿腔容积模型及流量脉动模型。在不同中心距误差下,分别在轻负荷工况(600 r/min,2 MPa)和中等负荷工况下(1480 r/min,8 MPa)进行流量脉动仿真。结果表明:当中心距误差在0.01 mm以内时,圆弧齿轮泵的出口流量逐渐增大,具有良好的动态特性;随着中心距误差增大到0.02 mm,圆弧齿轮泵的出口流量大幅度减小,该泵的动态特性变差。因此,需将中心距误差控制在一定范围内。中心距误差为0 mm及0.01 mm时,主从动齿轮的齿腔容积未发生较大变化;当中心距误差为0.02 mm 时,主、从动齿轮齿腔提前进入啮合,预示啮合位置发生变化。     

熔体齿轮泵流量特性的理论分析

普通齿轮泵流量品质差,径向力大,不宜在熔体挤出对流量品质要求高的场合中应用,提出了一种适用熔体挤出的齿轮泵。应用数学分析和举例进行MTLAB软件模拟的方法,理论分析了熔体齿轮泵在4种不同齿数特征条件下的啮合位移,叠加运动规律和相应条件下流量均匀性;利用MATLAB软件模拟4种齿数条件下,流量脉动系数相应的变化规律。结果表明:当主动轮齿数Z1=4k时,其流量脉动系数及流量脉动频率与普通外啮合齿轮泵相同;当主动轮齿数Z1=4k+1和Z1=4k+3时,其流量特性基本相同,并且其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的8倍;当主动轮齿数Z1=4k+2时,其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的2倍。     

影响外啮合齿轮泵流量特性的因素

流量脉动是影响外啮合齿轮泵流量特性的一个重要因素,减小流量脉动对提高外啮合齿轮泵的流量特性是很重要的.采用能量计算法得出了外啮合齿轮泵流量脉动的计算公式,从此公式中可看出影响流量脉动的因素很多,主要分析了变位系数、模数和齿数对外啮合齿轮泵流量脉动的影响,并给出了相应的近似计算公式.结果显示,模数对外啮合齿轮泵流量脉动率...     

基于RODS的双斜齿轮泵结构参数优化设计

斜齿齿轮泵在保持直齿齿轮泵优点的基础上降低了压力脉动和躁声,但流量脉动性能没有得到明显改善。双斜齿轮在满足一定参数关系和装配关系的条件下,能有效改善瞬间排量和流量脉动,更具优良性能。基于VC软件,构建稳健优化设计系统(RODS),通过RODS设计平台实现双斜齿轮泵结构参数的优化设计,分析建立两个约束条件,分析可控因素,建立优化目标,分析约束条件,并优化求解,使双斜齿轮齿泵的流量脉动最小的同时,满足其它限制条件。     

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。     

一种螺旋齿轮泵的设计与研究

通过对齿轮曲线和螺旋齿轮泵构造的研究,在原有齿轮泵结构的基础上设计了齿轮泵齿轮的齿廓曲线和螺旋角,齿轮的平稳传动可以通过齿轮齿廓曲线的连续传动来保证。此设计方案使用三维软件对齿轮轮廓曲线进行了模拟设计,得到相应的齿轮轮廓曲线,再进行展成、模拟仿真和多次修正最终得到符合要求的齿轮。这种齿轮可以有效的解决齿轮泵的困油问题,能够大大减小齿轮泵的脉动,降低齿轮泵的噪声,对当前液压系统降低噪声的设计与研究具有重要意义。     

外啮合非对称齿轮泵工作原理及流量分析

以非对称齿轮泵为研究对象,以非对称齿轮泵工作原理为基础,主要探讨了工作侧压力角、齿数与流量及流量脉动之间的关系,为进一步研究非对称齿轮泵提供了理论依据。