1齿轮泵设计步骤

一、主要技术参数根据任务要求，确定齿轮泵的理论设计流量qt.二、根据公式选定齿轮泵的转速n，齿宽系数kb及齿数z1.齿轮参数的确定及几何要素的计算确定设计的零件在工作时的工作介质的粘度，然后再由表一进行插补可得此次设计的最大节圆线速度V。即：节圆线速度V：601000VnD式中D——节圆直径（mm）n——转速表2.1齿轮泵节圆极限速度和油的粘度关系流量与排量关系式为：n00PQ0Q——流量···0P——理论排量（ml/r）2.齿数Z的确定应根据液压泵的设计要求从流量、压力脉动、机械效率等各方面综合考虑。从泵的流量方面来看，在齿轮分度圆不变的情况下，齿数越少，模数越大，泵的流量就越大。从泵的性能看，齿数减少后，对改善困油及提高机械效率有利，但使泵的流量及压力脉动增加。目前齿轮泵的齿数Z一般为6-19。对于低压齿轮泵，由于应用在机床方面较多，要求流量脉动小，因此低压齿轮泵齿数Z一般为13-19。齿数14-17的低压齿轮泵，由于根切较小，一般不进行修正。3.确定齿宽。齿轮泵的流量与齿宽成正比。增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与泵体及盖板间的摩擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例地增加，因此，齿宽较大时，液压泵的总效率较高.一般来说，齿宽与齿顶圆尺寸之比的选取范围为0.2～0.8，即：）（8.0~2.0BaD液体粘度smm/2124576152300520760线速度smu/max543.732.21.61.2520m66.6q1000ZBDa——齿顶圆尺寸（mm）4.确定齿轮模数。对于低压齿轮泵来说，确定模数主要不是从强度方面着眼，而是从泵的流量、压力脉动、噪声以及结构尺寸大小等方面。通过对不同模数、不同齿数的齿轮油泵进行方案分析、比较结果，确定此型齿轮油泵的齿轮参数，最后得到齿轮的基本参数即模数m齿数Z齿宽b。得到齿轮的齿数后，若齿轮的齿数17则不会发生根切的现象，所以在这里不考虑修正，接下来按照标准公式计算齿轮的基本参数。（1）理论中心距mzDAf0（2）实际中心距mzDAf（3）齿顶圆直径2ZmDe（4）基圆直径jDnjmzDcos（5）基圆节距njmtcos（6）齿侧间隙齿侧间隙mcn08.0~01.0（7）啮合角20（8）齿顶高mh5.1（9）齿根高mh25.1（10）全齿高mh25.2（11）齿根圆直径iDhDDei2（12）径向间隙220ieDDAmc（13）齿顶压力角eneieZZRRcos2arccosarccos（14）分度圆弧齿厚fsnnfcmscos22（15）齿厚s2ms（16）齿轮啮合的重叠系数πtantaneZ（17）公法线跨齿数5.0180KZ（18）公法线长度（此处按侧隙0nc计算）znmL015.05.09521.2(19)油泵输入功率(kw)10603-mnqpN式中：N-驱动功率(kw)p-工作压力(MPa)q-理论排量(mL/r)n-转速(r/min)m-机械效率，计算时可取0.9。三、校核根据设计时选择的材料对设计的齿轮进行校和计算1.使用系数AK表示齿轮的工作环境（主要是振动情况）对其造成的影响，使用系数AK的确定：原动机工作特性工作机工作特性均匀平稳轻微振动中等振动强烈振动均匀平稳1.001.251.501.75轻微振动1.101.351.601.85中等振动1.251.501.752.0强烈振动1.501.752.02.25按照一般的工作经验来看液压装置一般属于轻微振动的机械系统所以按上表中可查得AK可取为1.35。2.齿轮精度的确定齿轮精度此处取7表2.4各种机器所用齿轮传动的精度等级范围3.动载系数VK表示由于齿轮制造及装配误差造成的不定常传动引起的动载荷或冲击造成的影响。动载系数的实用值应按实践要求确定，考虑到以上确定的精度和轮齿速度，偏于安全考虑，此设计中VK取为1.1。4.齿向载荷分布系数HK是由于齿轮作不对称配置而添加的系数，此设计齿轮对称配置，故HK取1.185。5.一对相互啮合的齿轮当在啮合区有两对或以上齿同时工作时，载荷应分配在这两对或多对齿上。但载荷的分配并不平均，因此引进齿间载荷分配系数HK以解决齿间载荷分配不均的问题。对直齿轮及修形齿轮，取HK=16.弹性系数222121111EEZE单位——21aMP，数值列表见表3表2.5弹性模量机器名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3~6拖拉机6~10金属切削机床3~8通用减速器6~9航空发动机4~8锻压机床6~9轻型汽车5~8起重机7~10载重汽车7~9农业机械8~11齿轮材料弹性模量配对齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑料1180001730002020002060007850锻钢162.0181.4188.9189.8铸钢161.4180.5188根根据设计时选取的齿轮材料由上表确定EZ的值弯曲疲劳强度寿命系数FNK7.选取载荷系数1.3K8.齿宽系数d的选择1ddb1.齿面接触疲劳强度校核对一般的齿轮传动，因绝对尺寸,齿面粗糙度，圆周速度及润滑等对实际所用齿轮的疲劳极限影响不大，通常不予以考虑，故只需考虑应力循环次数对疲劳极限的影响即可。齿轮的许用应力按下式计算SlimS——疲劳强度安全系数。对解除疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声，振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取1SSH。但对于弯曲疲劳强度来说，如果一旦发生断齿，就会引起严重事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取1.5~1.25SSF。NK——寿命系数。弯曲疲劳寿命系数FNK查图1。循环次数N的计算方法是：设n为齿轮的转速（单位是r/min）；j为齿轮每转一圈，同一齿面啮合次数；hL为齿轮的工作寿命（单位为h），则齿轮的工作应力循环次数N按下式计算：hnjL60N球墨铸铁156.6173.9灰铸铁143.7(1)设齿轮泵功率为wP，流量为Q，工作压力为P，则60/101036wQPP(2)计算齿轮传递的转矩nP109.55TW6(3)1ddb(4)查表可得EZ(5)按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限Hlim(6)计算循环应力次数：hnjL60N(7)由机设图取接触疲劳寿命系数0.9KHN(8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为0.1，安全系数S=1SKlimHNH(9)计算接触疲劳强度HHVAKKKKK1tdT2F齿数比1u比较u1ubdKF2.5Z1tEH和][H值得大小，若前者小于后者就合格。2.齿根弯曲强度校核(1)由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限FE(2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数FNK(3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数1.4S则：SKFEFNF(4)载荷系数HHVAKKKKK(5)查取齿形系数85.2YFa应力校正系数54.1YSa(6)计算齿根危险截面弯曲强度bmYYKFFaSatF若bmYYKFFaSatFF则齿轮参数符合要求。三、卸荷槽的计算此处按“有侧隙时的对称双矩形卸荷槽”计算。（1）两卸荷槽的间距anAzma22cosπ（2）卸荷槽最佳长度c的确定2222mincoszm1mcosAc（3）卸荷槽深度hmh8.0四、泵体的校核根据泵体选择的材料，查机械手册得其屈服应力s。泵体的强度计算可按厚薄壁圆筒粗略计算拉伸应力计算公式为MPaPRRRRseyY2222e3.14.0式中yR——泵体的外半径（mm）eR——齿顶圆半径（mm）sp——泵体的试验压力（MPa）一般取试验压力为齿轮泵最大压力的两倍。即sp=2p因为s代数得yR考虑加工设计等其他因素，对泵体的外半径取整。