圆弧齿形低噪音齿轮液压泵研制

• 作 者: 吴伟云
• 出 处: 山东大学
• 发表日期: 2020年02期
• 关键词: 静音泵 圆弧齿轮泵 螺旋齿轮泵 齿轮泵 低噪音

齿轮泵结构简单、效率高、价格便宜,作为液压系统的动力元件,被广泛应用于机床、航空、造船和工程机械等各个行业。然而,随着压力的升高,齿轮泵内部泄漏量加大、效率降低、噪音增大,严重影响了齿轮泵的性能。在封闭性车间、试验室、船舶及车辆设备等应用场合,齿轮泵不仅需要满足效率和工作压力的需求,还要符合低噪音要求。通过市场调查,本文根据市场关于低噪音齿轮液压泵的需求,研制了圆弧齿形低噪音齿轮泵。经过对齿轮泵噪音产生的根源进行分析,发现压力脉动、气穴与困油是齿轮泵产生噪音的主要原因。在深入研究齿轮啮合原理的基础上,总结已有研究成果和实践经验,选择“圆弧-渐开线-圆弧”齿形的螺旋圆弧齿轮作为圆弧齿形低噪音齿轮泵的齿轮,确定了螺旋圆弧齿轮端面齿形的曲线方程。通过设计计算,确定了螺旋圆弧齿轮的模数、齿数、宽度、压力角、螺旋角等参数,设计绘制了齿轮的端面齿形曲线。以齿形曲线方程为基础,对齿轮受到的液压力、啮合力进行分析与计算,得到了齿轮所受到的径向力与轴向力的大小和方向。对圆弧齿形低噪音齿轮泵主要零件进行了设计,绘制了圆弧齿形低噪音齿轮泵的总装图和主要零件图。制定了主要零件的加工工艺,完成了零件的加工制造。对齿形的加工轨迹进行了仿真模拟,与加工中心相结合,完成了齿轮轴的加工制造。根据总装图的设计要求及齿轮泵装配规范,完成了圆弧齿形低噪音齿轮泵样机的装配与调试。根据国家和行业相关标准,制定了圆弧齿形低噪音齿轮泵的测试方案,研制了齿轮泵测试试验台。根据测试方案对样机的效率、压力及噪声等数据进行实验测试。通过对测试数据进行分析发现,圆弧齿形低噪音齿轮泵的容积效率和压力脉动情况优于渐开线齿轮泵。圆弧齿形低噪音齿轮泵的最大噪音值比渐开线齿轮泵小12dB(A)。实验结果表明,所研制的圆弧齿形低噪音齿轮泵达到了设计要求。