齿轮泵和齿轮马达

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2377页（1828字）

工作原理齿轮泵的分类见表7．4－2。

表7．4－2 齿轮泵分类

2．1．1 外啮合齿轮泵工作原理

外啮合齿轮泵工作原理见图7．4－1。在外啮合齿轮泵中，在吸油区和排油区附近由两个齿轮的齿廓、壳体和侧盖板等形成两个密封的容积。齿轮转动时，在吸油区附近的封闭容积变大而吸油，在排油区附近的封闭容积变小而排油。由于齿轮的齿顶和壳体内孔表面之间的间隙以及齿轮端面和侧板间的间隙都很小，而且啮合齿的接触紧密，故起到密封作用，并把高低压腔隔开。因此，齿轮转动时，泵便连续地、周期性地排油。

图7．4－1 外啮合齿轮泵工作原理

2．1．2 内啮合齿轮泵工作原理

如图7．4－2所示，内啮合齿轮泵由小齿轮1和相对较大的内齿环2相啮合，其中有一月牙板3将吸油腔4和排油腔5隔开。和外啮合齿轮泵不同的是，齿轮1和内齿环2的转动方向相同。由小齿轮1和齿环2的齿廓、月牙板、泵的侧板组成吸油腔4和排油腔5。当主动小齿轮1如图示沿顺时针方向转动时，吸油腔4扩大，排油腔5减小，内啮合齿轮泵连续地、周期性地完成吸油和排油。

图7．4－2 内啮合齿轮泵的工作原理

1－小齿轮(主动齿轮)；2－内齿环(从动) 3－月牙板；4－吸油腔；5－排油腔

2．1．3 摆线齿轮泵(转子泵)工作原理

摆线齿轮泵的工作原理见图7．4－3。外转子2和内转子1之间有偏心距e。内外转子的齿廓和纸面前后的配流盘形成若干密封容积．图中虚线表示配流的口。选择一块容积作为代表研究体积变化窗规律，并设考察的这块容积处于图b的3处，则在此位置封闭容积最小，且不和高低压窗口相通，即处于0位时封闭容积最小。当内转子沿顺时针方向转动时，外转子也沿顺时针方向转动，封闭容积3自0位经90°转到接近180°位置(如图b中标有B的阴影位置)，在此位置封闭容积为最大，且和吸油区相通。在这一过程中，油经过配流盘进入封闭容积，这便是吸油过程。而这块容积从180°经270°又转到0位的过程，此时封闭容积逐渐缩小，油从封闭容积经配流盘排出泵体，这便是排油过程。任一封闭容积转动一周，都在0－90°－180°为吸，180°－270°－0°为排。所以，整个泵可周期地、连续地完成吸油和排油。图α中的阴影A表示封闭容积正处于180°时容积最大且和高低压腔均不通。

图7．4－3 摆线齿轮泵工作原理

2．1．4 齿轮液压马达工作原理

外啮合齿轮液压马达的工作原理见图7．4－4。图中Ⅰ、Ⅱ是一对啮合的齿轮，高压油p₁的压力作用在处于高压区的各轮齿上，从而使齿轮Ⅱ产生顺时针力矩，齿轮Ⅰ产生反时针力矩。低压区的压力为p₂，该压力也作用在处于低压区的各轮齿上，产生相反的力矩。但因p₁》p₂，所以液压力在齿轮上形成的力矩仍如图7．4－4所示。通过齿轮的输出轴，液压马达即可带动负载，输出转速和转矩。

图7．4－4 外啮合齿轮液压马达工作原理

2．1．5 齿轮泵的优缺点

齿轮泵是用量最大的泵。其优点是结构简单紧凑、转速高、体积小、重量轻、自吸性能好、维护检修方便、成本低。但缺点是流量和压力脉动大。噪声较高(内啮合齿轮泵噪声较低)、不能变量、产品系列的排量范围较小，从而使用范围受到一定限制。目前齿轮泵的流量范围是2．5～200L／min。压力范围是1～32MPa，转速范围是1300～4000r／min，个别用于飞机上的齿轮泵转速可达8000r／min。容积效率为0．88～0．99，总效率为0．78～0．92。