齿轮泵齿轮的齿形

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第542页（1838字）

(1)对齿轮泵齿轮渐开线齿形的要求

齿轮泵用的齿轮的齿形和传递动力用的标准齿形不同，压力角、齿高系数往往都有特殊要求，基本上都采用修正齿形。这种齿形用于齿轮泵时，要满足如下要求：

·为增加有效排量，使泵小型化，要尽可能地加大啮合深度，以求在相同体积下(一般是在相同中心距下对比)取得最大的单位齿宽排量(即每厘米齿宽的有效排量)，也就是单位排量齿宽要小，这样往往采用增大模数、减少齿数的设计方法。

·从齿顶径向密封考虑，齿顶弧宽要有合适的宽度。

·从闭死容积考虑，要有合适的重迭系数和齿隙。

·从减少流量脉动、降低噪声考虑，齿数要尽可能多一点。

(2)“增一齿”修正法

用这种方法计算齿轮中心距和齿轮顶圆直径时，将标准齿轮中心距和顶圆直径的计算公式中的齿数Z以“Z+1”代入，以得到正移距的目的。目前，我国拖拉机用齿轮泵在初始设计时都采用中心距变动系数固定为1的变位方式，采用压力角为20°的标准刀具，齿高系数为1，其变位后的齿形根部较肥。

(3)采用增大压力角，适当增大齿高系数来修正齿形，以得到增加齿数、不根切的目的。压力角用22．5°、28°、30°为多，齿数以12齿为多。

用上述两种方法进行修正后的齿形不仅消除了根切现象，而且和同齿数的标准齿轮的齿形相比，还有如下优点：

·由于啮合角a的加大，减少了重迭系数，可使困油容积变小，因而降低了泵的噪声、减少了油液发热。

·由于啮合角和齿形的曲率半径ρ的加大，使齿面的滑动系数和接触应力减少，改善轮齿的磨损情况，延长齿轮的使用寿命。由于加大了齿根厚度，因此相应地提高了齿的抗弯强度。

·由于修正后的齿形有较大的曲率半径，互相接触更加紧密，使啮合点的漏损减少，提高了容积效率。

(4)双模数双压力角非对称渐开线修正齿形

在不改变齿顶圆直径、不减少有效排量的情况下，为达到增大齿数、减少流量脉动、降低噪声的目的，有一种双模数双压力角非对称的渐开线齿形被采用。这种齿形，轮齿工作面的模数大，非工作面的模数小，轮齿的全齿高按大模数计算确定，其它尺寸均按小模数计算确定。见图13．4－3。

图13．4－3 双模数双压力角非对称齿形示意图

这种特殊齿形的加工刀具是专门设计的，刀具压力角也是非对称的，压力角大的半边切出轮齿的工作面，压力角小的半边切出轮齿的非工作面，并且产生一定的根切。(由于根切产生在非工作面，故对传动的连续性没有影响)。

这种修正法的优点是在相同结构尺寸下，齿数增多，噪声降低。缺点是需要专门设计的齿形加工刀具，轮齿工作有方向性。齿根强度储备不大，进一步提高压力受限制。

(5)对称非标准瘦长修正齿形

针对“增一齿”修正法不利于增加齿数。增大刀具压力角在刀具置备上又受客观条件制约。双模数双压力角非对称齿轮刀具特殊，不利于旋向互换，根切严重，不利于进一步提高压力，因而产生了对称非标准瘦长修正齿形。这种修正齿形，采用标准刀具压力角，大齿高系数，适当正变位，允许有少量根切，减小模数，增加齿数，不增加原有泵的体积，不减少原有泵的有效排量。这种齿形修正在不增加齿数、即相同齿轮模数、齿数的情况下，可以缩小中心距，即缩小泵的体积并增加单位齿宽有效排量(即减少单位排量齿宽)，可大幅度减少液压径向力，减少轴承比压，提高泵的设计参数，目前，已被国内外广泛采用。