Pro/ENGINEER齿轮泵的三维造型设计+CAD图纸(7)
2.2.3结构特点
本系列齿轮泵主要有齿轮、轴、泵体、泵盖、轴端密封等组成。齿轮经氮化处理有较高的硬度和耐磨性。与轴一同安装在可更换的轴套内运转。泵内全部零件的润滑均在泵工作时利用输送介质而自动达到。
2.3 齿轮泵的总体结构设计
本次设计是齿轮泵的三文造型，它是通过两个齿轮相啮合来改变工作腔容积的大小，进而产生不同的压力达到吸油和排油的目的。齿轮泵大体可分为以下两个方案如图所示：
方案a：此方案齿轮泵由左端盖、右端盖、中泵体和一对相啮合齿轮组成，外面由联轴器直接与电动机相连。此方案齿轮泵的转速和电动机转速相同，容易拆装，减小成本，但要求同轴度要好。
方案b：此方案齿轮泵由端盖、泵体和一对相啮合齿轮组成，外面由一对啮合齿轮再与电动机连接。此方案密封性较好。
选用方案a作为本次设计的方案，图2.3即齿轮泵的结构简图。
齿轮泵的主要性能参数：流量q=30L/min；工作压力p=2.5MPa；容积效率η_V=94%；机械效率η_m=80%；转速1430r/min。
计算流量：
Q=q/η_V =(30L/min)/(94%)=31.91L/min （2.1）
理论功率：
P_t=pQ=(2.5×31.91)/60 kw=1.3296kw （2.2）
实际输入转矩：
T_p=pQ/(2πnη_m )=(2.5×〖10〗^6×31.91×〖10〗^(-3))/(2×3.14×1430×80%) N∙m
=10.95N∙m （2.3）
输入功率：
p_i=2πnT_p=2×3.14×1430/60×10.95kw
=1.67kw （2.4）
2.3.1 齿轮参数设计
齿数的选择主要从减少流量脉动的要求及工作压力的大小这两个方面加以考虑的。例如，对流量均匀性没有严格要求的低压润滑油齿轮泵和燃油齿轮泵等，其齿数可少到6 ~ 8，以便减少径向尺寸。相反，对用于机床或其他对流量均匀性有较高要求的齿轮泵，其齿数为14 ~ 20，甚至高达30。对于在工程机械，矿山机械中使用的中高压齿轮泵，其对流量均匀性要求不太高，但要求压力高、体积小；另外，为了减少轴承受力以及提高齿根强度，要求减少齿顶圆直径，这样势必要求增大模数，减少齿数，通常取齿数为9 ~ 14。今年来，由于人们对控制机器噪声的要求越开越严格，齿数太少的齿轮泵的应用已日渐减少。
初取齿数z_1=z_2=14。
m=∛((Q×〖10〗^6)/(2πnk_b (z+1.27) )) （2.5）
式中 k_b——齿宽系数，对于低压泵，k_b=6 ~ 10，对于高压泵，k_b=3 ~ 6。取k_b=9带入式（2.2）得：
m=2.94mm
圆整取m=3mm。
流量及模数的精确计算公式：
〖 Q〗_t=2πbnm^2 (z+2-(π^2 cos^2 α)/12)×〖10〗^(-6) （2.6）
将m=3mm，z_1=z_2=14带入式（2-3）得Q_t=31.3L/min。
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