从齿轮泵的工作原理分析其排量计算

　　前言

　　在液压系统中外啮合齿轮泵作为3大类体积泵之一广泛应用于中低压系统中。它具有结构简单紧凑、工艺性好、成本低、自吸性能好，转速范围大，对油液污染不敏感等优点，因而受到广大液压系统设计人员和使用者的青睐。排量和流量的计算是齿轮泵设计、制造和使用中经常遇到的问题．但在现有的各种手册、教材和其他资料中，其计算原则有悖于其工作原理，导致广大使用者的误解。本文从外啮合齿轮泵的工作原理出发，提出了排量计算的新原则，并导出排量计算公式。

　　1 外啮合齿轮泵的工作原理和排量的定义

　　图1是外啮合齿轮泵的工作原理图，由装在壳体内的一对齿轮所组成．齿轮两端有端盖罩住(图中未示出)，壳体、端盖和齿轮的各个齿、槽之间形成了许多密封空间。当齿轮按图示方向旋转时，右侧较大的密封空间里由于相互啮合的轮齿逐渐脱开，即轮齿从啮合的齿槽中退出，让出齿槽空间 使该密封体积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在外界大气压力的作用下，经吸油管进入该密封体积(称为吸油腔)，将齿问槽充满，并随着齿轮旋转，被带到了左侧。而在左侧较大的密封空间里由于轮齿逐渐进入啮合，占有啮合的齿槽空间，使该密封体积逐渐减小，其中的油液便被挤压出去，这个密封体积称为压油腔。在齿轮泵的工作过程中，只要2齿轮的旋转方向不变，其吸、压油腔的位置也就确定不变。随着齿轮的不断旋转，吸油腔不断地吸油，并由齿间槽带到压油腔，压油腔则不断地将油液挤压出去。

　　液压泵的排量定义为：液压泵每转1周，由其密封体积几何尺寸变化计算而得到排出(或吸人)液体的体积，也就是忽略泵的泄漏时昕排出(或吸人)液体的体积。

　　圈1 外畸合齿轮泵工作原理

　　2 现行的排量计算原则和计算公式及其存在的问囊

　　查阅现有的各种关于液压技术方面的资料，发现其中关于外啮合齿轮泵的排量计算均是按2个齿轮齿槽体积之和来计算的，其排量计算公式为

　　q=6．66z㎡ B 　　(1)

　　或 q=2pkz㎡ B 　　(2)

　　式中 z、m、B— 齿轮的齿数、模数和齿宽

　　k —修正系数，取2pk =6．667～7

　　如果仔细分析一下齿轮泵的工作原理，不难发现上述计算原则是与工作原理相悖的，按所导出的公式(1)或(2)计算出来的数值将明显偏大。若按某些方法进一步计算齿轮泵的流量或效率等参数也将产生与实际数据较大的偏差。

　　3 新的排量计算原则和计算公式

　　现有的齿轮泵排量计算原则和计算公式之所以出现上述结果，是因为这些资料均是从表面现象出发，认为齿轮泵将油液吸人吸油腔内，充满各个齿阃槽，然后随着齿轮的旋转，油液被齿间槽从吸油腔带到压油腔并挤压出去。表面上看，当泵轴转l周时，从吸油腔被带到压油腔的油液总体积正好等于2个齿轮所有齿间槽体积之和，所以齿轮泵排量应按齿问槽体积之和计算。但是，这里忽略了一个非常重要的问题，那就是被齿槽从吸油腔带到压油腔的油液体积不等于液压泵吸人的油液体积，也不等于液压泵输出的油液体积，这并不是考虑齿轮泵泄漏的原因(忽略泵的泄漏)，而是由于齿轮泵困油部分的回流造成的。下面从油液的运动和泵的工作原理2个方面来分析齿轮泵的排量计算原则。