斜齿轮泵目前的研究现状斜齿轮泵由于其结构紧凑、啮合性能好及承载能力高等优点,在高压、大排量的液压系统中使用越来越广泛。为了满足工业生产和用户的需要,就必须提高齿轮泵的性能,而齿轮泵的容积效率是决定齿轮泵性能的一个重要方面,齿轮泵的间隙决定其容积效率的大小,对斜齿轮泵间隙最优化设计,可以使其总的功率损失最小、容积效率最高,达到提高齿轮泵性能的目的[2]6562
同时,对于齿轮泵,随着断面泄漏和径向不平衡力问题的逐渐解决,在工业领
域获得了普遍应用。但流量脉动大,引发压力脉动造成振动和噪声的问题依然存在,
因而不宜用在要求稳定工作的固定设备上[1]。
由于齿轮泵在液压传动系统中应用广泛,因此,吸引了大量学者对其进行研究。
目前,国内外学者关于齿轮泵的研究主要集中在以下方面:(1)齿轮参数及泵体结构
的优化设计;(2)齿轮泵间隙优化及补偿技术;(3)困油冲击及卸荷措施;(4)齿轮
泵流量品质研究;(5)齿轮泵的噪声控制技术;(6)齿轮表面涂覆技术;(7)齿轮泵
的变量方法研究;(8)齿轮的寿命及其影响因素研究;(9)齿轮泵液压力分析及其高
压化的途径;(10)水介质齿轮泵基础理论研究。
目前,国内外学者针对以上2个问题所进行的研究是:(1)对齿轮泵的径向间
隙进行补偿;(2)减小齿轮泵的径向液压力,如优化齿轮参数、缩小排液口尺寸等;
(3)提高轴承承载能力,如采用复合材料滑动轴承代替滚针轴承等。但这些措施都
没从根本上解决问题[6]
。
1.1.2 斜齿轮泵的发展前景
外啮合齿轮泵是应用最广泛的一种齿轮泵,其设计及生产技术水平也最为成熟。
多采用三片式结构、浮动轴套轴向间隙自动补偿措施、铝合金壳体径向“扫膛”工艺,
并采用平衡槽以减少齿轮(轴承)的径向不平衡力。目前,这种齿轮泵的额定压力可
达25MPa液压界对此提出了一些解决方案,例如加接液压滤波器和分片式齿轮泵结构,都
可以大大降低流量脉动,但这么一来直齿轮泵结构和工艺简单的优点就大打了折扣。
分片式结构,即将直齿轮沿齿宽等分为二片、三片或多片.每片依次错开一个角度并
构成独立容腔,从而降低流量脉动。如将片数增加到无数片,则成为斜齿轮。因为多
个同频率的相同波形.依次错开一定相位角迭加的结果,其脉动一定会降低。因此斜
齿齿轮泵(后简称斜齿轮泵)能降低流量脉动。但对该机理的论证和各参数间的关系一
直未见报道。虽然对斜齿轮泵的流量输出特性进行了分析,但由于在考虑斜齿轮排量
迭加时存在缺陷,故而得出有疑虑的“主要参数相同的直齿轮泵的流量脉动略小于斜
齿轮泵”的结论[1]
。
1.2 机械优化设计的含义和发展趋势
1.2.1 机械优化设计的含义
优化设计(Optimal Design)是从20世纪60年代初期发展起来的一门新的学科,
它是最优化技术在设计领域应有的结果。优化设计为工程设计提供了一种重要的科学
设计方法,在解决复杂设计问题时,它能从众多的设计方案中找到比较理想的设计方
案。遭在17世纪,英国伟大科学家牛顿(Newton)开创微积分时代时,已经提出极
值问题;后来出现拉格朗日(Lagrangian)乘数法,1847年法国数学家 Cancky研究
沿什么方向下降最快的问题;1949年苏联数学家 KaHTOPOBNq 提出解决下料问题 斜齿轮泵国内外研究现状和发展趋势:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_4158.html