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齿轮泵的结构和工艺在各类液压泵中最简单,并在价格、可靠性、寿命、抗污染以及自吸能力等方面都有很强的优势,因此在液压传动与控制技术中,齿轮泵的应用占很大的比重,它广泛应用于机床、轻工、农林、冶金、矿山、建筑、船舶、飞机、汽车、石化机械等机械产品的液压系统中。但齿轮泵也有不少缺点,主要是流量和压力脉动较大,动态性能差,噪声较大,排量不可变,高温效率较低。其中流量脉动问题显得尤其突出,它严重制约着齿轮泵的应用,因为泵的流量脉动大,不仅会使液压缸运动的平稳性、液压马达回转的均匀性性变差,而且会引起压力脉动,进而使管道、阀门乃至整个系统振动(特别是在共振时),并发出很强的噪声,这对轴、轴承、管接头及密封都有破坏性影响。如何减小齿轮泵的脉动,已成为各国学者深入研究的课题。 本论文针对如何降低齿轮泵的输出流量脉动并力求在保持直齿轮泵的结构和工艺在各类液压泵中最简单,在价格、可靠性、寿命、抗污染和自吸能力强的优势上开展了对低脉动齿轮泵的机理分析与研究。其基本方法是以斜齿轮替代原来常见齿轮泵中的直齿轮,其理论根据是同等脉动周期曲线错过一定的相位角叠加使脉动下降的原理,这样便能在很大程度上保持了齿轮泵的原有优势。 本论文在对齿轮泵工作原理和流量脉动机理分析的基础上,首先探讨了斜齿齿轮泵的输出流量脉动与斜齿轮各结构参数之间的关系,以及由于斜齿轮替代直齿轮带来的相关问题并提出解决办法,为斜齿齿轮泵的结构设计奠定基础。 在此基础上进行了斜齿齿轮泵的结构设计,通过建立斜齿齿轮泵齿轮的优化数学模型,优化计算出使输出流量脉动最小的斜齿轮参数,制造出斜齿齿轮泵样机。 根据齿轮泵流量脉动的检测要求,采用新的测试方法和手段,建立了中高压齿轮泵性能测试装置,并对样机进行了性能测试。一方面对理论分析结果进行验证,另一方面为产品化设计提供了依据。结果表明其理论分析是正确的。 本论文研究的斜齿啮合式低脉动齿轮泵可代替现广泛存于市场上的直齿轮泵,并能在很大程度和范围内替代其它形式液压泵的作用,这对于促进机械装备的技术进步、降低机械装备的制造成本具有十分重要的意义,其应用前景将十分广阔。