1.2   斜齿轮泵的工作原理

图1.1齿轮泵的工作原理

图1.1是斜齿轮泵的工作原理图。由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成 左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧[5]。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，从而实现了向液压系统不断输送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构[2]。

齿轮泵是容积式回转泵的一种，其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮（主动轮）固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，齿轮泵的另一个齿轮（从动轮）装在另一个轴上，齿轮泵的齿轮旋转时，液体沿吸油管进入到吸入空间，沿上下壳壁被两个齿轮分别挤压到排出空间汇合（齿与齿啮合前），然后进入压油管排出。 

  齿轮泵的主要特点是结构紧凑、体积小、重量轻、造价低。但与其他类型泵比较，有效率低、振动大、噪音大和易磨损的缺点。齿轮泵适合于输送黏稠液体。

1.3   齿轮泵的优化设计

 优化设计是60年代发展起来的一门新兴的科学。这种设计方法是结合数学规划与现代电子计算机技术的产物。我们知道对于一种工程设计问题可能有很多种解决方法，如何设计最优方案，实现设计参数的最优化是优化设计要解决的问题。

 优化设计因为其所用原理的不同儿分为数学规划法和准则法。数学规划法基于严格的数学规划理论，保证结果能收敛到问题的最优点。其算法更为平衡、成熟，但迭代次数多、收敛时间长，对于大型复杂的设计计算问题，会有一定的缺陷。但最近计算机硬件的发展技术惊人，以前许多由计算机速度和容量约束的问题现在已经得到了很好的解决。准则法是从一些基本概念出发，建立一些准则并认为满足这些准则的可行方案，即为最优或最近似最优方案。与前一方法相比缺乏严格的数学理论依据，有时还需要凭直觉做处理，结果很粗糙。但这种方法能比较迅速的得出优化结果，往往用于比较复杂的工程设计，然而其应用面窄。目前一般只能用作工程结构的最小体积或最轻重量的优化设计。

    在齿轮泵的实际应用中，对齿轮泵性能的要求依不同场合而各有侧重点。如机床行业中使用的齿轮泵要求流量均匀性要好，而有的场合（如行走机械）要求泵的尺寸小一些。为延长一些中压高压齿轮泵的轴承的寿命，要求径向力小一点。因此,考虑到齿轮泵工作条件,应用场合的不同,或者设计者按具体条件考虑主要问题侧重面的不同。本课题预构建一个单目标的优化设计数学模型。即流量脉动最小的数学模型。

1.4   主要设计路线和研究手段

对斜齿齿轮泵进行优化设计的研究，关键是建立斜齿齿轮泵系统优化数学模型，在考虑齿轮泵尺寸的情况下对斜齿轮泵进行主要结构参数的优化设计，建立优化设计数学模型，并对数学模型进行求解。