齿轮泵用于机床，齿数选择和修正技巧

齿轮泵是一种常用液压泵，它一般做成定量泵。其主要特点是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，自重小，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠。其主要缺点是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机械、工程机械、农林机械等各个行业。齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种，其中外啮合齿轮泵应用较广，而内啮合齿轮泵则多为辅助泵。下面以外啮合齿轮泵为例来介绍齿轮泵。

1.齿轮泵的工作原理和结构

外啮合齿轮泵的工作原理和结构分别如图2-3和图2-4所示，它是分离三片式结构，三片是指后泵盖4、前泵盖8和泵体7，泵体7内装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相啮合的齿轮6，这对齿轮与两端盖和泵体形成一密封腔，并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔和压油腔。两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承的主动轴12和从动轴15上，主动轴由电动机带动旋转。

图2-3 外啮合齿轮泵的工作原理

CB-B型齿轮泵的结构如图2-4所示，当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时，轮齿脱开啮合的一侧，由于密封容积变大则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位，并用螺钉紧固。为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄漏最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙（轴向间隙），对小流量泵轴向间隙为0.025～0.04mm，大流量泵为0.04～0.06mm。齿顶和泵体内表面间的间隙（径向间隙），由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄漏方向相反，故对泄漏的影响较小，这里要考虑的问题是，当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取0.13～0.16mm。

为了防止液压油从泵体和泵盖间泄漏到泵外，并减小压紧螺钉的拉力，在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16，使渗入泵体和泵盖间的液压油引入吸油腔。在泵盖和从动轴上的小孔，其作用是将泄漏到轴承端部的液压油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同时也润滑了滚针轴承。

图2-4 CB-B型齿轮泵的结构

1—轴承外环 2—堵头 3—滚子 4—后泵盖 5—键 6—齿轮 7—泵体 8—前泵盖 9—螺钉 10—压环 11—密封环 12—主动轴 13—键

14—泄油孔 15—从动轴 16—泄荷槽 17—定位销

2.流量计算

齿轮泵的排量V相当于一对齿轮所有齿谷容积之和，假如齿谷容积大致等于轮齿的体积，那么齿轮泵的排量等于一个齿轮的齿谷容积和轮齿容积体积的总和，即相当于以有效齿高（h=2m）和齿宽构成的平面所扫过的环形体积，即

V=πDhB=2πzm²B （2-10）

式中 D——齿轮分度圆直径（cm），D=mz；

h——有效齿高（cm），h=2m；(www.xing528.com)

B——齿轮宽（cm）；

m——齿轮模数（cm）；

z——齿数。

实际上齿谷的容积要比轮齿的体积稍大，故式（2-10）中的π常以3.33代替，则式（2-10）可写成

V=6.66zm²B （2-11）

齿轮泵的流量q（L/min）为

q=6.66zm²Bnη_V×10^-3（2-12）

式中 n——齿轮泵转速（r/min）；

ηV——齿轮泵的容积效率。

实际上齿轮泵的流量是有脉动的，故式（2-12）所表示的是泵的平均流量。

从上面的几个公式中可以看出流量和几个主要参数的关系：

1）流量与齿轮模数m的平方成正比。

2）在泵的体积一定时，齿数少，模数就大，故流量增加，但流量脉动大；齿数增加时，模数就小，流量减少，流量脉动也小。

用于机床上的低压齿轮泵，取z=13～19；而中高压齿轮泵，取z=6～14，齿数z＜14时，要进行修正。

3）流量和齿宽B、转速n成正比。一般齿宽B=（6～10）m；转速n为750r/min、1000r/min、1500r/min，转速过高，会造成吸油不足；转速过低，泵也不能正常工作。因此，一般齿轮的最大圆周速度不应大于5～6m/s。