从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。

常规方法设计齿轮泵时,齿轮计算工作量大、易出错,建模步骤繁琐且精度差。本文基于Visual Basic和SolidWorks软件平台,开发了一种外波发生器谐波式齿轮泵刚轮、柔轮的参数化设计软件,利用该软件可以方便、高效地对这一新型泵进行交互式、系列化设计。

介绍了谐波齿轮泵的结构原理,分析了泵体内流体的流动特性,从减小径向间隙引起的功率损失的角度出发,以径向间隙值为变量,推导出了径向泄漏引起的总的功率损失的表达式,并利用极值法,求出了刚轮齿顶与月牙板间隙的最优值。在此基础上举例分析,进一步验证了结论的合理性。

传统齿轮泵由于固有的径向力问题,限制了工作压力的提高及其应用范围。将谐波齿轮传动原理引入齿轮泵领域,提出了一种谐波式齿轮泵,叙述了这种新型齿轮泵的结构、特点、工作原理,分析了径向力平衡的机制,为齿轮泵的创新设计提供了新的途径。

针对现有文献中内啮合齿轮泵的排量计算公式各不相同,不能兼顾计算简便和结果精确这一现状,根据内啮合齿轮泵的工作原理,推导出了新的排量公式,可为内啮合齿轮泵的设计、开发提供参考。

针对普通齿轮传动和谐波齿轮传动在齿面磨损计算方面的差异。通过对波发生器外置谐波式齿轮泵柔轮所受液压力的分析,推导了柔轮所受液压力矩的近似计算公式,并在此基础上推出了轮齿工作表面耐磨条件公式,为谐波式齿轮泵的设计和进一步研究提供了理论参考。

针对挤出机常规齿轮泵因存在径向力问题而使挤出压力的提高受到限制的现状，借鉴谐波齿轮传动原理，提出了一种新型齿轮泵，从结构、原理上实现了径向力的平衡，有利于增加齿轮泵的挤出压力，具有增压、稳压、挤出量稳定均匀的良好特性，并可挤出双倍的物料量，为提升齿轮泵的性能与竞争力开创了新途径。