四惰轮内啮合齿轮泵结构优化设计

分析了四惰轮内啮合齿轮泵内齿圈的径向力特性;研究了四惰轮内啮合齿轮泵的流量脉动特征;建立了其体积最小、流量脉动程度最小的双目标函数模型,并利用遗传算法进行了优化求解。结果表明,四惰轮内啮合齿轮泵的内齿圈受到的径向力平衡;相较普通内啮合泵,四惰轮内啮合泵流量脉动得到了极大程度的减小,且流量脉动随着内齿圈齿数的增加而降低,随着惰轮齿数增加而升高;优化结果达到了减小流量脉动、降低质量的要求,从而为四惰轮内啮合齿轮泵的设计与制造提供一定的理论依据。     

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。     

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。     

串联泵控液压系统设计及其仿真脉动和能耗优化分析

选择双液压泵串联的组装方式,可达到泵高速运转并获得高压力效果,充分减小回路的节流损失。该结构完成压力分级叠加,获得更大的液压系统动力源输出压力,采用此动力源能够满足高压力与大流量的液压系统使用要求,进一步通过仿真方式对其脉动和能耗优化展开分析。结果表明:当负载增大后,串联泵控液压系统的流量脉动区间减小。串联泵控液压系统流量脉动随着负载增加变动不明显,表明本系统设计具有很好的稳定性。对电机转速进行调整后,串联泵控液压系统相对单泵系统的齿轮泵发生流量脉动显著降低;可使系统承受更高负载,使液压泵达到更低的输出流量;可以利用功率叠加的过程达到通过低功率电机获得大功率输出的目的。     

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。     

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。     

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...     

基于遗传算法的多齿并联内啮合齿轮泵优化设计

分析了小齿轮个数、齿数对内啮合齿轮泵的流量脉动的影响;建立了流量脉动程度最小、齿轮机构体积最小的双目标函数的数学模型,并利用遗传算法对其进行了优化求解。结果表明:内啮合齿轮泵流量脉动程度随着小齿轮个数的增加而减小;内齿圈齿数与内啮合齿轮泵流量脉动程度呈反比关系,而小齿轮齿数的影响则正好相反;优化结果达到了减小流量脉动程度、减轻重量的目的,从而为多齿并联内啮合齿轮泵的设计与制造提供了一定的理论依据。     

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。     

基于Logix齿轮的多齿轮泵工作原理及流量特性分析

提出一种基于Logix齿轮的多齿轮泵,并讨论其流量特性。Logix齿轮的无根切最少齿数小,容易小型化,适合于齿轮泵的应用。用2个Logix齿轮构成二齿轮泵,则脉动比较大,难以实用化。用3个Logix齿轮依次啮合构成多齿轮泵,位于中间的齿轮作为主动轮,与两侧的从动轮构成2个子泵。通过合适的管道配流,可以使得多齿轮泵的流量增大1倍。多齿轮泵中,主动轮的齿数决定了多齿轮泵的流量脉动状况。主动轮的齿数为偶数情况下,子泵的流量变化情况相同,不能相互补偿,结果脉动与二齿轮泵相同;而主动轮的齿数为奇数情况下,子泵的流量变化能够相互补偿,脉动比二齿轮泵大大减小。     

直线共轭内啮合齿轮泵流量脉动分析

以直线共轭内啮合齿轮泵为研究对象,推导了瞬时流量公式,并通过实验验证了该瞬时流量公式的可靠性,又对该泵的啮合特性进行细致的研究,利用极值方法找出其瞬时流量的最大值及最小值,并结合经典的渐开线齿轮泵流量脉动率公式,推导出直线共轭内啮合齿轮泵的流量脉动率公式。分析了包括齿根高系数、齿形半角在内的因数对流量脉动的影响趋势,在MATLAB中绘制出了影响曲线,并直观地找出了最优化的齿根高系数,以利于进一步改进齿轮泵的传动平稳性。     

齿轮泵的瞬时流量及流量脉动的抑制

针对齿轮泵瞬时流量的数学建模问题,提出控制面积法,分析转进与转出控制区域面积。讨论卸荷槽对降低齿轮泵流量脉动的影响,通过对齿轮泵流量脉动曲线分析,得出流量脉动和齿轮啮合位置关系,提出采用两对齿轮错相位叠加方法减小流量脉动,并分析如何实现错相位叠加,发现错相位叠加法能够有效减小齿轮泵的流量脉动。     

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。     

齿轮泵卸荷槽设计及其内流场特性仿真

针对齿轮泵的困油问题,给出一种齿轮泵卸荷槽的综合设计方法,并基于计算流体技术完成其内流场特性的仿真分析研究。首先,在某型外啮合齿轮泵基本结构基础上,对卸荷槽进行综合设计,提出具体的设计方法并给出设计结果;进而通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型和流道模型,并利用Pumplinx进行该型齿轮泵的内流场特性模拟仿真,对比仿真结果与试验数据,误差在5%以内,验证了采用的仿真技术能够有效实现该型泵的特性分析;最后,将综合设计的卸荷槽与3种典型卸荷槽进行特性预测及对比,可以表明:相比其他3种典型卸荷槽结构,综合设计的卸荷槽可以有效地缓解齿轮泵啮合区域的困油压力,并减小齿轮泵的流量脉动,有效地改善了齿轮泵的困油现象。所得出的结论对高性能齿轮泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。     

四径向轮齿轮泵优化设计及仿真

针对传统齿轮泵流量脉动大、振动明显、噪声高等缺点,设计一种四径向轮齿轮泵。首先分析了四径向轮齿轮泵的瞬态流量特性,并建立了其流量、流量脉动系数和流量脉动频率等数学模型。然后,建立多目标函数并以MATLAB软件为平台对四径向轮齿轮泵进行参数优化。最后,分别对相同理论流量和额定压力的四径向轮齿轮泵、三径向轮齿轮泵及传统外啮合齿轮泵进行流量特性仿真,并将其结果进行对比分析。结果表明,四径向轮齿轮泵在结构设计合理的情况下,对减小齿轮泵的流量脉动,从而减小齿轮泵振动和噪声和提高齿轮泵工作性能及降低成本方面均具有重要作用。     

三齿轮微泵设计与微Logix齿轮的铣削加工

渐开线齿轮和单泵供油技术难以满足微型齿轮泵高均匀介质和低损耗的工作要求。Logix齿轮根切倾向小、易于设计成少齿数。双泵合流技术可实现流量补偿并降低流量脉动。设计了一种基于Logix齿形的三齿轮微泵结构,三齿轮泵排量仿真结果表明,基于Logix齿形的三齿轮微泵较二齿轮泵的流量脉动性能好,三齿轮泵的排量比二齿轮泵增加1倍,而排量变化幅度只有二齿轮泵的一半。计算确立了Logix齿轮的结构参数,制订了Logix齿轮的微铣削工艺,加工制造了基于Logix齿形的微齿轮泵。     

摆线齿轮泵低速特性的仿真与实验研究

增速液压泵在风力发电增速系统中是一个极为关键的部件。为了研究摆线齿轮泵作为风力发电增速泵的使用特性,建立了摆线齿轮泵用于风力发电增速系统中的流量特性模型,并利用AMESim仿真软件对低速、大扭矩下的摆线齿轮泵进行了数学建模与系统仿真,同时对AMESim模型进行了低速、大扭矩工况的实验验证。分析了摆线齿轮泵低速工况下流量脉动,结果表明在低速工况下摆线齿轮泵每个周期存在多次流量脉动,且脉动较大,脉动频率与外转子齿数相同。     

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。     

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。     

基于SimulationX的外齿轮泵输出特性的研究

外啮合齿轮泵是液压系统中应用最广泛的动力源,具有良好的性能和较低的制造成本。基于SimulationX软件构建了考虑流量压力脉动的齿轮泵模型,基于泵的可变孔口、可变容积及间隙区域（均为角位移的函数）建立了流体动态模型。仿真获取了典型工况流量及压力的变化结果,并与实验数据进行了时域和频域的对比分析,对外啮合齿轮泵的输出特性预测方法进行研究。结果表明,仿真结果可以预测齿间容腔内达到的最大和最小压力,有助于防止气蚀以及减少泵噪声的研究;同时,在给定系统条件时,能够对泵的输出特性进行模拟预测。为外部齿轮泵的设计和开发提供工具,具有一定的工程领域应用价值。