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斜齿轮泵目前的研究现状斜齿轮泵由于其结构紧凑、啮合性能好及承载能力高等优点，在高压、大排量的液压系统中使用越来越广泛。为了满足工业生产和用户的需要，就必须提高齿轮泵的性能，而齿轮泵的容积效率是决定齿轮泵性能的一个重要方面，齿轮泵的间隙决定其容积效率的大小，对斜齿轮泵间隙最优化设计，可以使其总的功率损失最小、容积效率最高，达到提高齿轮泵性能的目的[2]6562
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同时，对于齿轮泵，随着断面泄漏和径向不平衡力问题的逐渐解决，在工业领
域获得了普遍应用。但流量脉动大，引发压力脉动造成振动和噪声的问题依然存在，
因而不宜用在要求稳定工作的固定设备上[1]。
由于齿轮泵在液压传动系统中应用广泛，因此，吸引了大量学者对其进行研究。
目前，国内外学者关于齿轮泵的研究主要集中在以下方面：（1）齿轮参数及泵体结构
的优化设计；（2）齿轮泵间隙优化及补偿技术；（3）困油冲击及卸荷措施；（4）齿轮
泵流量品质研究；（5）齿轮泵的噪声控制技术；（6）齿轮表面涂覆技术；（7）齿轮泵
的变量方法研究；（8）齿轮的寿命及其影响因素研究；（9）齿轮泵液压力分析及其高
压化的途径；（10）水介质齿轮泵基础理论研究。
目前，国内外学者针对以上2个问题所进行的研究是：（1）对齿轮泵的径向间
隙进行补偿；（2）减小齿轮泵的径向液压力，如优化齿轮参数、缩小排液口尺寸等；
（3）提高轴承承载能力，如采用复合材料滑动轴承代替滚针轴承等。但这些措施都
没从根本上解决问题[6]
。
1.1.2 斜齿轮泵的发展前景
外啮合齿轮泵是应用最广泛的一种齿轮泵，其设计及生产技术水平也最为成熟。
多采用三片式结构、浮动轴套轴向间隙自动补偿措施、铝合金壳体径向“扫膛”工艺，
并采用平衡槽以减少齿轮（轴承）的径向不平衡力。目前，这种齿轮泵的额定压力可
达25MPa液压界对此提出了一些解决方案，例如加接液压滤波器和分片式齿轮泵结构，都
可以大大降低流量脉动，但这么一来直齿轮泵结构和工艺简单的优点就大打了折扣。
分片式结构，即将直齿轮沿齿宽等分为二片、三片或多片．每片依次错开一个角度并
构成独立容腔，从而降低流量脉动。如将片数增加到无数片，则成为斜齿轮。因为多
个同频率的相同波形．依次错开一定相位角迭加的结果，其脉动一定会降低。因此斜
齿齿轮泵(后简称斜齿轮泵)能降低流量脉动。但对该机理的论证和各参数间的关系一
直未见报道。虽然对斜齿轮泵的流量输出特性进行了分析，但由于在考虑斜齿轮排量
迭加时存在缺陷，故而得出有疑虑的“主要参数相同的直齿轮泵的流量脉动略小于斜
齿轮泵”的结论[1]
。
1．2 机械优化设计的含义和发展趋势
1.2.1 机械优化设计的含义
优化设计（Optimal Design）是从20世纪60年代初期发展起来的一门新的学科，
它是最优化技术在设计领域应有的结果。优化设计为工程设计提供了一种重要的科学
设计方法，在解决复杂设计问题时，它能从众多的设计方案中找到比较理想的设计方
案。遭在17世纪，英国伟大科学家牛顿（Newton）开创微积分时代时，已经提出极
值问题；后来出现拉格朗日（Lagrangian）乘数法，1847年法国数学家 Cancky研究
沿什么方向下降最快的问题；1949年苏联数学家 KaHTOPOBNq 提出解决下料问题