齿轮泵是一种常用液压泵,具有结构简单、自吸性能好、对油液的污染不敏感、工作等优点。齿轮泵的缺点主要是内泄漏较大、径向力大和困油现象引起的噪声、振动。困油腔内压力骤升骤降,可进一步加剧齿轮泵径向力,周期性的压力冲击和气蚀使泵的各零件受很大的冲击荷载,严重影响齿轮泵的使用寿命。而合理开设卸荷槽,是降低齿轮泵困油压力的 要方法,也是减少径向力不平衡的措施之一。
随着齿轮泵向高压化方向发展,齿轮承受的径向力越来越大,一般常用经验公式对齿轮泵径向力进行如下的分析计算:
作用在齿轮齿轮轴承上的径向力F,由沿齿轮圆周液体压力产生的径向力FP和由齿轮啮合产生的径向力FT所组成。
(1)齿轮圆周液体压力所产生的径向力FP齿轮泵中,齿轮与低压腔相接处的的区段(其夹角为φ1)受压力pd作用,与高压腔相接触区段(其夹角为2π-φ2)受压力pg作用;高低压腔之间过渡区段(其夹角为φ2-φ1)所受压力是变化的(由pd升至pg)。
在工作过程中,由于啮合点不断变动,φ1、2π-φ2、φ2-φ1随之变化,齿轮圆周所受的总压力也就不断变化,因而计算起来复杂。
为计算简便,假定:①所有液压力都作用在齿顶圆上;②中心线O1O2与进油口边缘的夹角φ1=const(常数);③从中心线O1O2起,从低压侧顺着齿轮旋转方向至排油口边缘的夹角φ2=const;④从排油口边缘起,顺着齿轮旋转方向至节点的夹角2π-φ2=cost⑤齿轮轴不受径向力作用而变形,其径向间隙沿圆周是均匀变化的;⑥在φ1≤φ≤φ2之间,压力从pd按直线规律变化到pg;⑦在计算主动齿轮的径向力时,按直角坐标系x1o1y1计算;在计算从动齿轮的径向力时,按直角坐标系x2o2y2计算。