外嚙合齒輪泵的基本結(jié)構(gòu)

  CB-B型齒輪泵的結(jié)構(gòu)，如圖D所示。它的主體結(jié)構(gòu)采用了泵體7和前、后端蓋的三片式結(jié)構(gòu)。三片間通過(guò)兩個(gè)圓柱銷17進(jìn)行定位，并由6個(gè)螺釘9加以紫固。兩個(gè)齒輪中的主動(dòng)齒輪6用鍵5固定在傳動(dòng)軸12上，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪14旋轉(zhuǎn)。在后端蓋上開有吸油口和壓油口，開口大的為吸油口，與進(jìn)油管相連接，保證了吸油腔始終與油箱的油液相通；另一個(gè)開口小的為壓油口，通過(guò)壓力油管與系統(tǒng)保持相通。為使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，同時(shí)保證內(nèi)泄漏量要盡量小，在齒輪端面與兩個(gè)端蓋之間留有極小的軸向間隙；為減小泵體與端面之間的油壓作用，減小螺釘緊固力，并防止油泄漏到泵外，在泵體的兩端面開有卸荷槽16，把兩齒輪端部的壓力油液引回吸油腔進(jìn)行卸壓。

 

    外嚙合齒輪泵采用了普通齒輪的輪齒嚙合泵油結(jié)構(gòu)，形成了這種齒輪泵的如下幾個(gè)問(wèn)題。

    (1)內(nèi)泄漏較嚴(yán)重。外嚙合齒輪泵主要缺點(diǎn)之一是泄漏較大，只適用于低壓，在高壓下容積效率太低。在齒輪泵內(nèi)部，壓油腔中的液壓油可通過(guò)三條途徑泄漏到吸油腔中：一是齒輪嚙合處的間隙，稱為嚙合泄漏；二是徑向間隙，稱為齒頂泄漏；三是端面間隙，稱為端面泄漏。其中，通過(guò)端面間隙的端面泄漏量最大，約占總泄漏量的75%～80%。因此要提高齒輪泵的壓力和容積效率，就必須對(duì)端面間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，以減小端面間隙泄漏量。

  (2)齒輪嚙合區(qū)的困油現(xiàn)象。齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，也就是說(shuō)在前一對(duì)齒輪即將脫開嚙合之前，后面的一對(duì)輪齒要進(jìn)入嚙合，這樣，在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的這一部分區(qū)域內(nèi)，會(huì)有一部分油液滯留在兩齒的重疊區(qū)之間，如圖E(a)、(b)所示。隨著齒輪的不斷回轉(zhuǎn)，后一對(duì)齒要不斷地進(jìn)入嚙合，這就意味著剛進(jìn)入嚙合的齒要與對(duì)面的齒槽發(fā)生對(duì)擠，而此時(shí)被嚙合齒槽由于兩齒的齒厚相等的結(jié)構(gòu)條件，基本上是處于封閉狀態(tài)，如圖E(b)所示，所以，這部分被困在齒槽中的油液將由于齒的不斷嚙人運(yùn)動(dòng)和齒槽密封空間的不斷減小而受到強(qiáng)烈的擠壓，如圖E(c)所示。由于油液的可壓縮性極小，被困油液的壓力會(huì)急劇上升，這部分油液會(huì)尋找任何一處縫隙向外部拼命擠出，甚至阻礙齒輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，擠壓的油液給齒輪帶來(lái)了極大的徑向力。在轉(zhuǎn)過(guò)嚙合節(jié)點(diǎn)P點(diǎn)后，如圖E(d)所示，牙齒要逐漸脫出嚙合，封閉的齒槽空間要不斷地?cái)U(kuò)大，這會(huì)造成該封閉空間的真空負(fù)壓，如果沒有油液及時(shí)地補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，則會(huì)使油液中的空氣分離析出，造成油液產(chǎn)生氣穴，引起振動(dòng)和噪聲。

 

    以上現(xiàn)象發(fā)生在每一對(duì)齒的嚙合區(qū)內(nèi)，這種由于齒厚相等而使被封閉在齒間的油液先擠壓后真空負(fù)壓的現(xiàn)象，稱為齒輪泵的困油現(xiàn)象。

  齒輪泵的困油造成了油液的氣穴，會(huì)引起傳動(dòng)振動(dòng)和噪聲，破壞了液壓傳動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)又給泵的回轉(zhuǎn)帶來(lái)極大的附加徑向動(dòng)載荷，對(duì)泵的正常工作造成極大的危害，所以，泵的困油現(xiàn)象需要設(shè)法消除。

    目前消除困油的方法通常是在齒輪泵的兩側(cè)端蓋上銑兩條卸荷槽，如圖E (e)所示，當(dāng)困油受到強(qiáng)烈擠壓時(shí)，使擠壓空間通過(guò)卸油槽與壓油腔相連通；而當(dāng)困油區(qū)形成真空負(fù)壓時(shí)，使其與吸油腔相通，這樣可以部分解決困油問(wèn)題。但要注意，兩個(gè)卸油槽的存在會(huì)增加端面泄漏，同時(shí)，兩個(gè)卸油槽之間的距離不可過(guò)近，以免吸壓油腔兩腔相串通。一般的齒輪泵兩卸荷槽是非對(duì)稱開設(shè)的，位置往往向吸油腔偏移，但無(wú)論怎樣，兩槽間的距離。必須保證在任何時(shí)候都不能使吸油腔和壓油腔相互串通，對(duì)于分度圓壓力角α=20°、模數(shù)為m的標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪，α=2.78m。當(dāng)卸荷槽為非對(duì)稱時(shí)，在壓油腔一側(cè)必須保證b=0.8m，另一方面為保證卸荷槽暢通，應(yīng)滿足槽寬c＞2.5m，槽深h≥0.8m的要求。

    (3)齒輪的徑向力不平衡。齒輪泵中的兩個(gè)齒輪在工作時(shí)，作用在齒輪上的徑向壓力是不均衡的。如圖F所示，齒輪在壓油腔位置的牙齒由于液體的壓力高而受到很大的徑向壓力，而處于吸油區(qū)的牙齒所受的徑向壓力就較小，可以認(rèn)為壓力由壓油腔的高壓逐漸分級(jí)下降到吸油腔壓力，這相當(dāng)于油液作用給齒輪一個(gè)很大的徑向不平衡作用力，使齒輪和軸承承受很大的偏載。油液的工作壓力越大，徑向不平衡力也越大，徑向不平衡力會(huì)使軸發(fā)生彎曲，導(dǎo)致齒頂與殼體圖F齒輪泵的徑向不平衡力產(chǎn)生接觸摩擦，同時(shí)會(huì)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命，所以，齒輪泵的不平衡徑向壓力是阻礙泵的工作壓力進(jìn)一步提高的主要原因。

    為了減小齒輪泵的不平衡徑向壓力，有的齒輪泵上采取了縮小壓油口的方法，使壓力油的徑向壓力僅作用在1～2個(gè)齒的小范圍內(nèi)，如圖D所示的A-A剖視，同時(shí)可適當(dāng)增大徑向間隙，使齒輪在不平衡壓力作用下，齒頂不至于與殼體相接觸和摩擦。

  外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，重量輕，制造方便，價(jià)格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)（容許的吸油真空度大），對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)容易。它的缺點(diǎn)是齒輪、軸承和軸會(huì)承受很大的不平衡徑向力，磨損嚴(yán)重，泄漏大，使泵的工作壓力的提高受到限制。此外，它的流量脈動(dòng)大，因而壓力脈動(dòng)和噪聲都比較大，齒輪泵一般應(yīng)用于低壓、小流量的場(chǎng)合下。