随着科学技术的发展,齿轮泵因其结构简单、造价低等特点在各个领域被广泛使用,是最常用的液压泵之一;然而其较大的困油压力以及流量脉动却极大地限制了自身的使用。圆弧齿轮泵作为一种新型的齿轮泵,以其独特的齿轮型线在一定程度上减小了困油压力以及流量脉动,具有极大的发展前景。齿轮型线的种类以及齿形参数的选取是影响其性能的主要因素,然而目前圆弧齿轮泵的研究主要集中于渐开线圆弧齿轮泵,对于抛物线圆弧齿轮泵及其齿形参数优化的研究较少。目前广泛使用的圆弧齿轮泵虽然较传统渐开线齿轮泵在流量脉动等方面有所改善,但仍有较大进步空间。相关研究表明,抛物线齿轮的优势在于其均匀的应力分布以及较高的齿面强度。因而将其与圆弧齿轮泵相结合,设计一种以“圆弧-抛物线-圆弧”为齿轮型线的圆弧齿轮泵,进一步改善其压力脉动以及流量脉动,具有一定的理论研究价值。主要研究内容概括如下:(1)基于平面坐标变换理论以及齿轮齿条啮合原理,首先对齿条齿廓的型线方程进行推导,得出其共轭齿轮的型线方程以及啮合线方程,从而生成了以抛物线为过渡曲线的圆弧齿轮泵的端面齿形。(2)参考抛物线圆弧直齿轮泵,建立了抛物线圆弧斜齿轮泵的瞬时流量以及流量脉动系数的数学模型。采用控制变量法生成了不同齿形参数与流量特性的关系曲线,分析了齿形参数的变化对于流量特性的影响情况以及其取值范围,为抛物线圆弧齿轮泵的齿形参数优化设计的约束条件设置打下基础。(3)以抛物线圆弧齿轮泵的排量、体积以及流量脉动系数为目标函数对齿形参数进行了多目标优化设计。结果表明,齿形参数对其流量特性有较大影响,优化设计前后抛物线圆弧齿轮泵的流量脉动系数降低了86.14%。(4)基于所得优化设计结果,采用摄动法对齿形参数展开灵敏度分析。分析结果表明,模数对于流量脉动系数灵敏度较高;齿数对于体积以及排量灵敏度较高;齿宽对于排量及流量脉动系数灵敏度较高,且在边界处变化幅度明显;压力角及螺旋角敏感度较低。(5)基于FLUENT软件,分别对初始参数下的抛物线圆弧齿轮泵、优化参数下的抛物线圆弧齿轮泵以及优化参数下的渐开线圆弧齿轮泵进行内部流场仿真,对理论设计与计算进行验证。结果表明,抛物线圆弧齿轮泵具有良好的工作性能,与同参数渐开线圆弧齿轮泵相比,其流量脉动系数降低了47.68%;参数优化前后抛物线圆弧齿轮泵流量脉动系数降低了65.49%。