齿轮泵流量脉动分析与优化设计

发布时间：2020-05-25 17:01

【摘要】： 液压泵的流量脉动是液压系统存在压力及流量脉动的根源,消除液压系统压力及流量脉动的方法之一是减小液压泵的流量脉动。在液压泵中,以外啮合齿轮泵的流量脉动最大,因此对齿轮泵流量脉动进行分析,以减小流量脉动为目标,对齿轮泵的结构参数进行优化设计,从而为齿轮泵的设计及齿轮泵性能的提高提供理论基础。 本文在齿轮泵工作原理和流量脉动产生机理的基础上,首先从理论上推导了齿轮泵瞬时流量和流量脉动系数的数学模型,分析了齿轮泵的输出流量脉动与泵齿轮各结构参数之间的关系,并对某型齿轮泵进行仿真分析研究,给出了齿轮泵的流量脉动分析结果。 然后根据齿轮泵流量脉动的检测要求,采用ISO10767-2测试方法,搭建了齿轮泵流量脉动测试装置,采用动态压力传感器,对齿轮泵系统进行了压力脉动测试,利用压力脉动与流量脉动的比例关系,对齿轮泵流量脉动分析结果进行了验证。 最后以流量脉动为目标函数,采用遗传算法对齿轮泵结构参数进行了优化设计,建立了齿轮泵参数优化数学模型,给出了使输出流量脉动最小的齿轮泵最优参数。
【图文】：

图 2-1 外啮合齿轮泵工作原理示意图Fig.2-1 Working principle sketch of external gear pump由于齿轮啮合形式及齿形不同，由它们构成的齿轮泵的工作原理也各异。有相同参数的渐开线外啮合齿轮泵的工作原理，如图 2-1 所示。齿轮泵主要两个相互啮合的齿轮I和II，以及容纳它们的泵体III和前后泵盖IV所组成。在体上，于齿轮开始和脱离啮合之处，分别开有排油口和吸油口。由齿轮的齿、泵内表面和前后泵盖组成互不勾通的吸、压油腔。当主动齿轮I和从动齿II按图示方向旋转时，由于靠吸油腔侧啮合的齿逐渐退出啮合，空间增大，成局部真空，油在外界大气压作用下进入吸油腔；而排油腔侧的齿逐渐进入合，把齿间的油液挤压出来，从压油口强迫流出。当齿轮不断地转动时，齿泵就不断地吸油和压油。这就是齿轮泵的工作原理[1][38]。

图 2-2 齿轮泵工作啮合示意图Fig.2-2 Working sketch of external gear pump根据齿轮啮合的基本定律，两啮合齿轮节圆上对应点的速度相等。1122ω R = ωR（2－中：1ω 、2ω 齿轮 Ⅰ、Ⅱ的角速度；1R 、 齿轮 Ⅰ、Ⅱ的节圆半径。2R设在 dt时间内，主动轮Ⅰ转过1dφ ，从动轮Ⅱ转过2dφ ，，即：ddt11φ =ωddt22φ =ω将以上两式代入式（2－1）得2211φ dφRRd = （2－- 10 -
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH325

【引证文献】

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本文编号：2680462