齒輪泵設(shè)計(jì)步驟

1、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qt.、根據(jù)公式選定齒輪泵的轉(zhuǎn)速n,齒寬系數(shù)kb及齒數(shù)z1. 齒輪參數(shù)的確定及幾何要素的計(jì)算然后再由表一進(jìn)行插補(bǔ)可得此確定設(shè)計(jì)的零件在工作時的工作介質(zhì)的粘度,次設(shè)計(jì)的最大節(jié)圓線速度V。即：節(jié)圓線速度V:Dn100060式中D節(jié)圓直徑（mmn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2/mm/s124576152300520760線速度Umaxm/S543流量與排量關(guān)系式為：Q0PonQo流量R理論排量（ml/r）2. 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、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

2、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增加。目前齒輪泵的齒數(shù)Z一般為6-19。對于低壓齒輪泵，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，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：(0.20.8)1OOOq026.66Zm2Da齒頂圓尺寸(mr

3、h4. 確定齒輪模數(shù)。對于低壓齒輪泵來說，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、噪聲以及結(jié)構(gòu)尺寸大小等方面。通過對不同模數(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)m齒數(shù)Z齒寬b。得到齒輪的齒數(shù)后，若齒輪的齒數(shù)17則不會發(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A0Dfmz(2) 實(shí)際中心距ADfmz(3) 齒頂圓直徑DemZ2(4) 基圓直徑DjDjmzcosn(5)基圓節(jié)距tjmcos(6) 齒側(cè)間隙齒側(cè)間隙cn0.010.08m(7) 嚙合角20(8) 齒頂高

4、h1.5m(9) 齒根高h(yuǎn)1.25m(10) 全齒高h(yuǎn)2.25mDiDe2h(11) 齒根圓直徑Di(12) 徑向間隙c°mADeDi22ZcosRe(13) 齒頂壓力角eRiarccosarccos（14）分度圓弧齒厚SfSfm2Cn2cosn(15)齒厚s(16)齒輪嚙合的重疊系數(shù)Sm2Ztanetann(17)公法線跨齒數(shù)KZ0.5180（18）公法線長度（此處按側(cè)隙Cn0計(jì)算）Lm2.9521n0.50.015z（19）油泵輸入功率Npqn10-3(kw)60m式中：N-驅(qū)動功率（kw）p-工作壓力（MPa）q-理論排量（mL/r）n-轉(zhuǎn)速（r/min）m-機(jī)械效率，計(jì)算時可

5、取。三、校核根據(jù)設(shè)計(jì)時選擇的材料對設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校和計(jì)算1. 使用系數(shù)Ka表示齒輪的工作環(huán)境（主要是振動情況）對其造成的影響,使用系數(shù)Ka的確定:原動機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微振動中等振動強(qiáng)烈振動均勻平穩(wěn)輕微振動中等振動強(qiáng)烈振動按照一般的工作經(jīng)驗(yàn)來看液壓裝置一般屬于輕微振動的機(jī)械系統(tǒng)所以按上表中可查得Ka可取為。2. 齒輪精度的確定齒輪精度此處取7表各種機(jī)器所用齒輪傳動的精度等級范圍機(jī)器名稱精度等級機(jī)器名稱精度等級汽輪機(jī)36拖拉機(jī)610金屬切削機(jī)床38通用減速器69航空發(fā)動機(jī)48鍛壓機(jī)床69輕型汽車58起重機(jī)710載重汽車79農(nóng)業(yè)機(jī)械8113. 動載系數(shù)Kv表示由于齒輪制造及裝配誤差

6、造成的不定常傳動引起的動載荷或沖擊造成的影響。動載系數(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Kv取為。4. 齒向載荷分布系數(shù)Kh是由于齒輪作不對稱配置而添加的系數(shù)，此設(shè)計(jì)齒輪對稱配置，故Kh取。5. 一對相互嚙合的齒輪當(dāng)在嚙合區(qū)有兩對或以上齒同時工作時，載荷應(yīng)分配在這兩對或多對齒上。但載荷的分配并不平均，因此引進(jìn)齒間載荷分配系數(shù)KhZe6.彈性系數(shù)單位以解決齒間載荷分配不均的問題。對直齒輪及修形齒輪，取Kh=112MPa，數(shù)值列表見表3表彈性模量齒輪材料彈性模量配對齒輪材料灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼夾布塑料1180001730002020002060007

7、850鍛鋼鑄鋼188球墨鑄鐵灰鑄鐵根據(jù)設(shè)計(jì)時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)Kfn7. 選取載荷系數(shù)K1.38. 齒寬系數(shù)d的選擇bdi1. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核對一般的齒輪傳動，因絕對尺寸，齒面粗糙度，圓周速度及潤滑等對實(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)對疲勞極限的影響即可。齒輪的許用應(yīng)力按下式計(jì)算limSS疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。對解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲，振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取SSH1。但對于彎曲疲勞強(qiáng)度來說，如果一旦發(fā)生斷齒，就會引起嚴(yán)重事故，因此在進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時取SSf255。K

8、n壽命系數(shù)。彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn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)；Lh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：N60njLh(1) 設(shè)齒輪泵功率為Pw，流量為Q,工作壓力為P,則巳P106Q103/60(2) 計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩69.5510PwddiZE查表可得(5)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim(6)計(jì)算循環(huán)應(yīng)力次數(shù)：N60njLh由機(jī)設(shè)圖取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn(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=1KHNlimS(9)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度KKaKvKhKhFt2

9、Td1齒數(shù)比u1KFtu1比較h2.5Ze和值得大小，若前者小于后者就合格。bd1u2. 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FE由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn(3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S4則:KFNFES載荷系數(shù)KKaKvKhkh查取齒形系數(shù)YFa2.85應(yīng)力校正系數(shù)YSa1.54(6)計(jì)算齒根危險截面彎曲強(qiáng)度f空匹若，空匕fbmbm則齒輪參數(shù)符合要求。三、卸荷槽的計(jì)算兩卸荷槽的間距此處按“有側(cè)隙時的對稱雙矩形卸荷槽”計(jì)算。（1）2mz2ncosnA(2)卸荷槽最佳長度c的確定cminmcos22mz212cosA2(3)卸荷槽深度hh0.8m四、泵體的校