盧青松

摘? 要：傳統(tǒng)結構齒輪泵因其固有結構約束，存在徑向力不平衡、流量脈動大、噪音大、效率低等缺點，為解決這些問題，學者們提出了多種特殊結構的齒輪泵理論。文章對異形齒輪泵的研究現(xiàn)狀進行了分析概述。

關鍵詞：齒輪泵;異形;研究現(xiàn)狀

中圖分類號：TH137.51? ? ?文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）14-0067-02

Abstract： Due to the inherent structure， traditional gear pumps have some disadvantages， such as unbalanced radial force， large flow fluctuation， large noise， low efficiency， etc. Therefore， scholars put forward many special structure gear pumps. In this paper， the current situation of special structure gear pump is analyzed and summarized.

Keywords： gear pump; special structure; current situation

引言

齒輪泵作為液壓系統(tǒng)中最常用的動力元件，具有結構簡單、體積小、污染物敏感度小、自吸能力強等優(yōu)點。傳統(tǒng)結構的齒輪泵存在徑向液壓力不平衡、流量脈動大、噪音大、效率低等缺點，制約了齒輪泵的高速、高壓化發(fā)展。針對上述問題，國內(nèi)外學者做了大量基礎研究：齒輪參數(shù)及泵結構的優(yōu)化設計[1-4]，流量特性分析[5-8]，泄漏特性研究[9-10]、間隙優(yōu)化及自動補償技術研究[11-13]，疲勞壽命研究[14-16]等。但這些研究沒有從根本上解決齒輪泵固有結構形成的徑向不平衡力、困油現(xiàn)象等問題。為此，不少學者顛覆傳統(tǒng)齒輪泵設計理念，提出了多種新型結構的齒輪泵理論。

1 行星齒輪泵

安徽理工大學許賢良、欒振輝教授等人[17-19]將行星傳動理論與齒輪泵工作原理相結合提出了行星齒輪泵理論，工作原理如圖1所示，主要由中心輪、惰輪、內(nèi)齒輪和密封塊組成。該結構保留了內(nèi)、外嚙合齒泵的優(yōu)點，惰輪周向對稱布置，使各齒輪上的徑向液壓力得到平衡。行星齒輪泵工作時多對齒輪副同時嚙合，研究表明其流量脈動較普通齒輪泵小。

2 三級并聯(lián)齒輪泵

安徽理工大學毛平維、侯波教授等人[20-21]在行星齒輪泵結構基礎上優(yōu)化結構，取消了內(nèi)齒輪，提出了三級并聯(lián)齒輪泵理論，結構原理如圖2所示，主要由中心輪、3個從動輪（圓周對稱布置）和泵體構成，相鄰從動輪之間的空腔用泵體隔開。相比行星輪齒輪泵，該泵結構簡單，加工和裝配精度要求低，容積效率高，在工程中的應用前景更廣。

3 圓弧齒輪泵

哈爾濱工業(yè)大學[22]設計了一款“圓弧-漸開線-圓弧“齒形外嚙合齒輪泵，其端面重合度<1，可消除困油現(xiàn)象。研制了樣機，排量為20ml/L，最高試驗轉速為8400r/min，最大加載試驗壓力達15.2MPa，該壓力工況下最大容積效率在50%以上。試驗結果表明該泵的流量脈動比傳統(tǒng)結構齒輪泵小。合肥長源液壓股份有限公司[23]對“圓弧-漸開線-圓弧”的齒廓曲線進行了設計和研究，得到完全嚙合的一組共軛曲線，研制出一款螺旋齒輪泵，其排量為30ml/r，額定壓力為20MPa，額定轉速為2000r/min，額定轉速下最高容積效率可達94.7%。該泵流量脈動小，噪音低。

4 球齒泵

針對傳統(tǒng)齒輪泵工作壓力低、易磨損問題，中國海洋大學楊友勝教授[24-25]提出了一種球形齒嚙合的內(nèi)嚙合齒輪泵，結構原理如圖5所示。主要由內(nèi)、外轉子和月牙快組成，其外轉子上有突出的球形外齒（圓球的一部分），內(nèi)轉子上設置相應的球形凹槽（內(nèi)齒），月牙塊外圓周上設置供球齒通過的弧形凹槽。齒輪副材料配對為金屬/陶瓷，凸齒采用陶瓷材料，凹齒采用金屬材料，可減輕黏著磨損。研制了試驗樣機，額定流量0.25L/min，額定轉速1500r/min，最高試驗壓力可達7MPa。

5 結束語

隨著社會生產(chǎn)要求的不斷提高和設計方法不斷進步，學者們提了多種全新結構的齒輪泵，目前仍處于理論研究、樣機試驗階段，尚未在工程中廣泛運用。這些研究豐富了齒輪泵的設計理論，為研發(fā)更高效的產(chǎn)品提供了新思路。

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