齒輪泵設(shè)計(jì)步驟

一、主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)任務(wù)要求，確定齒輪泵的理論設(shè)計(jì)流量q.根據(jù)公式選定齒輪泵的轉(zhuǎn)速n，齒寬系數(shù)k及齒數(shù)z1.齒輪參數(shù)的確定及幾何要素的計(jì)算確定設(shè)計(jì)的零件在工作時(shí)的工作介質(zhì)的粘度，然后再由表一進(jìn)行插補(bǔ)可得此次設(shè)計(jì)的最大節(jié)圓線速度V。即：節(jié)圓線速度V：式中D——節(jié)圓直徑（mm）n——轉(zhuǎn)速表齒輪泵節(jié)圓極限速度和油的粘度關(guān)系液體粘度124576152300520760線速度543流量與排量關(guān)系式為：——流量···——理論排量（ml/r）齒數(shù)Z的確定應(yīng)根據(jù)液壓泵的設(shè)計(jì)要求從流量、壓力脈動(dòng)、機(jī)械效率等各方面綜合考慮。從泵的流量方面來看，在齒輪分度圓不變的情況下，齒數(shù)越少，模數(shù)越大，泵的流量就越大。從泵的性能看，齒數(shù)減少后，對(duì)改善困油及提高機(jī)械效率有利，但使泵的流量及壓力脈動(dòng)增加。目前齒輪泵的齒數(shù)Z一般為6-19。對(duì)于低壓齒輪泵，由于應(yīng)用在機(jī)床方面較多，要求流量脈動(dòng)小，因此低壓齒輪泵齒數(shù)Z一般為13-19。齒數(shù)14-17的低壓齒輪泵，由于根切較小，一般不進(jìn)行修正。3.確定齒寬。齒輪泵的流量與齒寬成正比。增加齒寬可以相應(yīng)地增加流量。而齒輪與泵體及蓋板間的摩擦損失及容積損失的總和與齒寬并不成比例地增加，因此，齒寬較大時(shí)，液壓泵的總效率較高.一般來說，齒寬與齒頂圓尺寸之比的選取范圍為～，即：Da——齒頂圓尺寸（mm）確定齒輪模數(shù)。對(duì)于低壓齒輪泵來說，確定模數(shù)主要不是從強(qiáng)度方面著眼，而是從泵的流量、壓力脈動(dòng)、噪聲以及結(jié)構(gòu)尺寸大小等方面。通過對(duì)不同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪油泵進(jìn)行方案分析、比較結(jié)果，確定此型齒輪油泵的齒輪參數(shù)，最后得到齒輪的基本參數(shù)即模數(shù)齒數(shù)齒寬。得到齒輪的齒數(shù)后，若齒輪的齒數(shù)17則不會(huì)發(fā)生根切的現(xiàn)象，所以在這里不考慮修正，接下來按照標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算齒輪的基本參數(shù)。（1）理論中心距（2）實(shí)際中心距（3）齒頂圓直徑（4）基圓直徑（5）基圓節(jié)距（6）齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙（7）嚙合角（8）齒頂高（9）齒根高（10）全齒高（11）齒根圓直徑（12）徑向間隙（13）齒頂壓力角（14）分度圓弧齒厚（15）齒厚s（16）齒輪嚙合的重疊系數(shù)（17）公法線跨齒數(shù)（18）公法線長(zhǎng)度（此處按側(cè)隙計(jì)算）(19)油泵輸入功率式中：N-驅(qū)動(dòng)功率(kw)p-工作壓力(MPa)q-理論排量(mL/r)n-轉(zhuǎn)速(r/min)-機(jī)械效率，計(jì)算時(shí)可取。三、校核根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)選擇的材料對(duì)設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校和計(jì)算1.使用系數(shù)表示齒輪的工作環(huán)境（主要是振動(dòng)情況）對(duì)其造成的影響，使用系數(shù)的確定：原動(dòng)機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微振動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)均勻平穩(wěn)輕微振動(dòng)中等振動(dòng)強(qiáng)烈振動(dòng)按照一般的工作經(jīng)驗(yàn)來看液壓裝置一般屬于輕微振動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)所以按上表中可查得可取為。2.齒輪精度的確定齒輪精度此處取7表各種機(jī)器所用齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)范圍機(jī)器名稱精度等級(jí)機(jī)器名稱精度等級(jí)汽輪機(jī)3~6拖拉機(jī)6~10金屬切削機(jī)床3~8通用減速器6~9航空發(fā)動(dòng)機(jī)4~8鍛壓機(jī)床6~9輕型汽車5~8起重機(jī)7~10載重汽車7~9農(nóng)業(yè)機(jī)械8~113.動(dòng)載系數(shù)表示由于齒輪制造及裝配誤差造成的不定常傳動(dòng)引起的動(dòng)載荷或沖擊造成的影響。動(dòng)載系數(shù)的實(shí)用值應(yīng)按實(shí)踐要求確定，考慮到以上確定的精度和輪齒速度，偏于安全考慮，此設(shè)計(jì)中取為。4.齒向載荷分布系數(shù)是由于齒輪作不對(duì)稱配置而添加的系數(shù)，此設(shè)計(jì)齒輪對(duì)稱配置，故取。5.一對(duì)相互嚙合的齒輪當(dāng)在嚙合區(qū)有兩對(duì)或以上齒同時(shí)工作時(shí)，載荷應(yīng)分配在這兩對(duì)或多對(duì)齒上。但載荷的分配并不平均，因此引進(jìn)齒間載荷分配系數(shù)以解決齒間載荷分配不均的問題。對(duì)直齒輪及修形齒輪，取=16.彈性系數(shù)單位——，數(shù)值列表見表3表彈性模量齒輪材料彈性模量配對(duì)齒輪材料灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼夾布塑料1180001730002020002060007850鍛鋼鑄鋼188球墨鑄鐵灰鑄鐵根根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)選取的齒輪材料由上表確定的值彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)7.選取載荷系數(shù)8.齒寬系數(shù)的選擇1.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核對(duì)一般的齒輪傳動(dòng)，因絕對(duì)尺寸,齒面粗糙度，圓周速度及潤(rùn)滑等對(duì)實(shí)際所用齒輪的疲勞極限影響不大，通常不予以考慮，故只需考慮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)對(duì)疲勞極限的影響即可。齒輪的許用應(yīng)力按下式計(jì)算S——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。對(duì)解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲，振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取。但對(duì)于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，如果一旦發(fā)生斷齒，就會(huì)引起嚴(yán)重事故，因此在進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)取?！獕勖禂?shù)。彎曲疲勞壽命系數(shù)查圖1。循環(huán)次數(shù)N的計(jì)算方法是：設(shè)n為齒輪的轉(zhuǎn)速（單位是r/min）；j為齒輪每轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)；為齒輪的工作壽命（單位為h），則齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N按下式計(jì)算：(1)設(shè)齒輪泵功率為，流量為Q，工作壓力為P，則(2)計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(3)(4)(5)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限(6)計(jì)算循環(huán)應(yīng)力次數(shù)：(7)由機(jī)設(shè)圖取接觸疲勞壽命系數(shù)(8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為，安全系數(shù)S=1(9)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度齒數(shù)比比較和值得大小，若前者小于后者就合格。2.齒根彎曲強(qiáng)度校核(1)由圖查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)則：(4)載荷系數(shù)(5)查取齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)(6)計(jì)算齒根危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度 若<則齒輪參數(shù)符合要求。三、卸荷槽的計(jì)算此處按“有側(cè)隙時(shí)的對(duì)稱雙矩形卸荷槽”計(jì)算。（1）兩卸荷槽的間距a（2）卸荷槽最佳長(zhǎng)度c的確定（3）卸荷槽深度四、泵體的校核根據(jù)泵體選擇的材料，查機(jī)械手冊(cè)得其屈服應(yīng)力。泵體的強(qiáng)度計(jì)算