新型无困油齿轮泵齿轮副型线优化与工作过程模拟

齿轮泵齿轮副的型线对齿轮泵性能影响极大。传统的渐开线型齿轮泵齿轮存在困油现象,产生局部高压,对其运行产生极大的危害。通过型线设计,来解决齿轮泵困油现象。基于曲线啮合理论,采用圆弧和高次曲线,构建一种新型双圆弧-高次曲线齿轮副,消除了齿轮泵的困油现象。进而,建立其几何模型并推导出型线方程,通过数值模拟,分析新型无困油齿轮泵的流场变化规律,并与现有齿轮泵进行对比。结果表明:新型齿轮泵消除了困油现象,型线组成简单,便于优化设计;此外,新型齿轮泵的工作性能更佳,流场更均匀。

齿轮马达的困油输出转矩转速及其脉动最小化策略

为明晰齿轮马达困油对输出转矩转速的影响机理及其脉动最小化策略,在马达困油特性分析的基础上,从双齿啮合与单齿啮合两个方面,建立了输出转矩的分段计算式;由注入介质的压差能等于马达输出的动力能,建立了输出转速的分段计算式;根据理论判断出的最大最小转矩位置,给出脉动最小化的轴向双副结构方案。结果表明,齿轮马达的困油现象相对温和,常规双矩形卸荷槽即能满足卸荷要求;齿数为10下的转矩、转速的脉动系数分别为0.26、0.3,齿数为其影响的最大因素;马达齿轮的空转有利于采用轴向错位啮合的双齿轮副构造来实现输出脉动的最小化,改善率分别为61.5%、65.3%。得出双副能实现少齿数的轻量化和超低脉动的目的,为高质量齿轮马达的进一步研发提供了依据。

泵用无困油无根切齿廓及其轴向超低恒脉动结构

针对外啮合齿轮泵困油现象和流量脉动大的结构性问题,基于渐开线齿轮的传动优势和成形原理,提出一种以重合度为1和齿廓根点位于基圆上为限制条件,齿数为唯一设计构造参数的无困油无根切齿廓的逆向构造方法。通过设计新的轴向双齿轮副结构,解决原有单一齿轮副流量脉动大的结构性问题。结果表明:逆向设计构造方法简单、精准;单副重合度为1可确保无困油现象;齿根点位于基圆上及变位滚切加工可确保无根切现象;单副0.375、双副0.094的恒流量脉动系数与齿数无关,利于在最小齿数为6时采用高容积利用系数0.35,且泵轻量化效果较好;双副轴向180°/齿数的错位间隔装配易于实现,综合重合度为2可确保传动平稳性等。