1、齿轮泵设计步骤一、主要技术参数根据任务要求，确定齿轮泵的理论设计流量 q t .二、根据公式选定齿轮泵的转速 n，齿宽系数 k b 及齿数 z1.齿轮参数的确定及几何要素的计算确定设计的零件在工作时的工作介质的粘度， 然后再由表一进行插补可得此次设计的最大节圆线速度 V。即：节圆线速度 V：VD n1000 60式中 D节圆直径（ mm）n转速表 齿轮泵节圆极限速度和油的粘度关系液体粘度124576152300520760mm2 / s线速度 umax m / s543流量与排量关系式为：Q0 P0 nQ0 流量P0 理论排量（ ml/r ）2.齿数 Z 的确定应根据液压泵的设计要求从流量、压
2、力脉动、机械效率等各方面综合考虑。从泵的流量方面来看，在齿轮分度圆不变的情况下，齿数越少，模数越大，泵的流量就越大。从泵的性能看，齿数减少后，对改善困油及提高机械效率有利，但使泵的流量及压力脉动增加。目前齿轮泵的齿数 Z 一般为 6-19 。对于低压齿轮泵，由于应用在机床方面较多，要求流量脉动小，因此低压齿轮泵齿数 Z 一般为 13-19 。齿数 14-17 的低压齿轮泵，由于根切较小，一般不进行修正。3.确定齿宽。齿轮泵的流量与齿宽成正比。增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与泵体及盖板间的摩擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例地增加，因此，齿宽较大时，液压泵的总效率较高 . 一般来说，齿宽
3、与齿顶圆尺寸之比的选取范围为，即：B（0.2 0.8）Da1000 q 0B 2Da齿顶圆尺寸（ mm）4.确定齿轮模数。对于低压齿轮泵来说，确定模数主要不是从强度方面着眼， 而是从泵的流量、压力脉动、噪声以及结构尺寸大小等方面。通过对不同模数、 不同齿数的齿轮油泵进行方案分析、 比较结果，确定此型齿轮油泵的齿轮参数，最后得到齿轮的基本参数即模数 m 齿数 Z 齿宽 b 。得到齿轮的齿数后， 若齿轮的齿数 17 则不会发生根切的现象， 所以在这里不考虑修正，接下来按照标准公式计算齿轮的基本参数。（1）理论中心距 A0D fmz（2）实际中心距 AD fmz（3）齿顶圆直径 D em Z2（4）
4、基圆直径 D jD j mz cos n（5）基圆节距 t jm cosn（6）齿侧间隙齿侧间隙 cn0.01 0.08 m（7）啮合角 20（8）齿顶高 h 1.5m（9）齿根高 h 1.25m（10）全齿高 h 2.25m（11）齿根圆直径 D iDi D e 2h（12）径向间隙c0mADeDi22（13）齿顶压力角ee arccos RiarccosZcos nReZ 2（14）分度圆弧齿厚 s fsfmcn22cos n（15）齿厚 ssm2（16）齿轮啮合的重叠系数Z tan e tan（17）公法线跨齿数K Z0.5180（18）公法线长度（此处按侧隙 cn 0 计算）L m 2
5、.9521 n 0.5 0.015z(19)油泵输入功率N p q n 10 -3 (kw)60 m式中： N - 驱动功率 (kw)p - 工作压力 (MPa)q - 理论排量 (mL/r)n - 转速 (r/min)m- 机械效率，计算时可取。三、校核根据设计时选择的材料对设计的齿轮进行校和计算1.使用系数 K A 表示齿轮的工作环境（主要是振动情况）对其造成的影响，使用系数 K A 的确定：原动机工 工作机工作特性作特性 均匀平稳 轻微振动 中等振动 强烈振动均匀平稳轻微振动中等振动强烈振动按照一般的工作经验来看液压装置一般属于轻微振动的机械系统所以按上表中可查得 K A 可取为。2.齿
6、轮精度的确定齿轮精度此处取 7表 各种机器所用齿轮传动的精度等级范围机器名称精度等级机器名称精度等级汽轮机3 6拖拉机6 10金属切削机床3 8通用减速器6 9航空发动机4 8锻压机床6 9轻型汽车5 8起重机7 10载重汽车 79 农业机械 8113.动载系数 K V 表示由于齿轮制造及装配误差造成的不定常传动引起的动载荷或冲击造成的影响。 动载系数的实用值应按实践要求确定， 考虑到以上确定的精度和轮齿速度，偏于安全考虑，此设计中 KV 取为。4.齿向载荷分布系数 K H 是由于齿轮作不对称配置而添加的系数， 此设计齿轮对称配置，故 K H 取。5. 一对相互啮合的齿轮当在啮合区有两对或以上
7、齿同时工作时， 载荷应分配在这两对或多对齿上。 但载荷的分配并不平均， 因此引进齿间载荷分配系数 K H以解决齿间载荷分配不均的问题。对直齿轮及修形齿轮，取 KH =1Z E12121121E1E226. 弹性系数单位 MPa ，数值列表见表 3表 弹性模量根配对齿轮材料齿轮材料球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑灰铸铁料根弹性模量据1180001730002020002060007850设计锻钢时铸钢188选球墨铸铁取的灰铸铁齿轮材料由上表确定 ZE 的值弯曲疲劳强度寿命系数 K FN7.选取载荷系数 K 1.38.齿宽系数 d 的选择dbd11.齿面接触疲劳强度校核对一般的齿轮传动，因绝对尺寸 , 齿面
8、粗糙度，圆周速度及润滑等对实际所用齿轮的疲劳极限影响不大， 通常不予以考虑， 故只需考虑应力循环次数对疲劳极限的影响即可。齿轮的许用应力 按下式计算limSS疲劳强度安全系数。对解除疲劳强度计算，由于点蚀破坏发生后只引起噪声，振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取 S SH 1。但对于弯曲疲劳强度来说，如果一旦发生断齿， 就会引起严重事故， 因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取S SF 1.25 1.5 。K N 寿命系数。弯曲疲劳寿命系数 K FN 查图 1。循环次数 N的计算方法是：设 n 为齿轮的转速（单位是 r/min ）；j 为齿轮每转一圈， 同一齿面啮合次数； L h 为齿
9、轮的工作寿命（单位为 h），则齿轮的工作应力循环次数 N按下式计算：N60 njL h(1)设齿轮泵功率为 Pw ，流量为 Q，工作压力为 P，则Pw P 10 6 Q 10 3 / 60(2)计算齿轮传递的转矩(3) d9.55 106 PWTnbd1(4)ZE 查表可得(5)按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限Hlim(6)计算循环应力次数： N 60 njL h(7) 由机设图取接触疲劳寿命系数K HN 0.9(8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数 S=1K HN limHS(9)计算接触疲劳强度K KAKVKH KHFt2Td1齿数比 u1比较 HKFtu 12.5Z E和
10、H 值得大小，若前者小于后者就合格。bd1u2.齿根弯曲强度校核(1)由图查得齿轮的弯曲疲劳强度极限FE(2)由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 K FN(3)计算弯曲疲劳许用应力KFN FE取弯曲疲劳安全系数 S 1.4 则： FS(4) 载荷系数 K KAKVKH KH(5)查取齿形系数 YFa2.85 应力校正系数 YSa 1.54(6)计算齿根危险截面弯曲强度FKFt YSa YFa若 FKFt YSaYFa Fbmbm则齿轮参数符合要求。三、卸荷槽的计算此处按“有侧隙时的对称双矩形卸荷槽”计算。（1）两卸荷槽的间距 aa m2 z cos2nA（2）卸荷槽最佳长度 c 的确定c minmcos1m 2 z 2cos 2A 2（3）卸荷槽深度 hh 0.8m四、泵体的校核根据泵体选择的材料，查机械手册得其屈服应力 s 。泵体的强度计算可按厚薄壁圆筒粗略计算拉伸应力计算公式为0.4Re21.3RY2Ry2Re2Ps MPa式中 Ry 泵体的外半径（ mm）Re 齿顶圆半径（ mm）ps 泵体的试验压力（ MPa）一般取试验压力为齿轮泵最大压力的两倍。即ps =2p因为s代数得 R y考虑加工设计等其他因素，对泵体的外半径取整。
