二型行星齿轮泵的设计及分析.pdf

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1、2011年第39卷第1期流体机械39文章编号：1005—0329(2011)01—0039—03二型行星齿轮泵的设计及分析陶仁浩，王卫东(南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：二型行星齿轮泵是利用行星机构原理，结合传统的二齿轮泵所构思的二型行星齿轮泵，从增加输入转矩的角度出发，可采用由多个齿轮构成的多齿轮泵，这是从行星齿轮传动理论与齿轮泵工作原理相结合的基础上提出的一种新型液压元件。关键词：行星机构；齿轮泵；液压力中图分类号：TH325文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．01．010De

2、signofAKindofTwoPlanetaryGearPumpTA0Ren—hao，WANGWei—dong(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Twoplanetarygearpumpistheuseofplanetarymechanismtheory，twoplanetarygearpumpisconceivedbythetra—ditionaltwogearpump．Inordertoachievegoodmechan

3、icalproperties，thegearpumpconsistsofamaingearandtwoplanetarygears，duetoitsplanetarygearsdistributesymmetrically，SOithasgoodmechanicalpropertiesandapplicationprospect．Keywords：planetarymechanism；gearpump；hydraulicpressure1前言力完全平衡，并且形成了由齿轮A、B构成的外啮合齿轮泵和由齿轮B、C构成的内啮合齿轮泵的复相对于传统的

4、只有一对齿轮结构型式的渐开合结构，从而使泵的流量显著提高。平衡式复合线外啮合齿轮泵存在着输出转速和转矩脉动率齿轮泵具有径向液压力平衡、流量大、流量均匀性大和起动转矩小等缺点)，二型行星齿轮泵具有结好等一系列优点。同时，由于各齿轮所受径向液构简单、体积小、重量轻、转动惯量小、制造容易、压力平衡，使得各齿轮与泵体之间的间隙可以控价格低廉、抗污染能力强等突出优点，因而得到广制得很小，从而为平衡式复合齿轮泵的高压化创泛地应用，主要应用在一些要求较高的场合，如重造了条件。军工方面、油田等，现在主要研究开发轻化工行业输送高粘度液体的新型齿轮泵。2结构及

5、工作原理二型行星齿轮泵是应用行星机构原理，结合传统的二齿轮式齿轮泵所构思的一种新型齿轮泵，解决了普通齿轮泵存在的径向液压力不平衡问题。如图1所示，它主要由中心轮A、行星轮(惰轮)B、内齿轮C及前后泵盖等组成。由于结图1二型行星齿轮泵的结构构的对称性，使得该泵各齿轮所受静态径向液压结合传统的二齿轮泵所构思的二型行星齿轮收稿日期：2010—05—21FLUIDMACHINERYVo1．39，No．1，2011泵的基本结构如图1所示其组成包括一个太阳心00张角为，高压出油口边界与00的逆轮A、2个行星轮B、1个内齿轮C、一对密封块D时针张角为：，

6、则高压区区间为。=2，一m及泵体、前后端盖、配流盘装置等。由齿轮泵的工(：一，)为过渡区间角，从．到(一)区间作原理知，若在泵的两侧端盖上开没相应的进出上，压力从低压腔压力为尸逐步升高到排油压力液口，并分别通过配流装置与吸液管、排液管相P。为简化分析，通常认为：连，那么当太阳轮作为主动轮带动行星轮及内齿(1)液压力作用在齿顶圆R上；轮转动时，A与B构成了2个外啮合齿轮泵，B与(2)不计齿轮轴等因外力而引起的几何变形，C则构成了2个内啮合齿轮泵，因而整台泵的排径向间隙均匀。量大大增加。当两齿轮参数相同时，从动轮和主动轮的径为了优化二型行星齿轮

7、泵的性能，在结构上向液压力是相同的，其液压力大小与方向不随坐让多个行星轮对称、均匀布置，各进、出油液口相标系的选择而变化，为径向液压力方便，取平面坐对于每个齿轮也对称开设，这就使太阳轮、行星标系。轮、内齿轮和行星架上的受力大幅度降低，泵轴及其压力P分布表达式为：轴承上的负荷也就大大减小了，从而使该泵具有rPr(0≤≤1)较好的力学性能。P={+b(l≤≤2)(1)tp(2≤≤27r)3受力分析边界条件=I，P=P；=2，P=P日，可求出：3．1液体压力产生的径向力因为两个行星轮均布在太阳轮与内齿轮之后：．6：(2)间，各进、出油口对称布置，

8、所以每个子泵的出口在过渡区间内，其压力分布表达式为：液体压力沿各个齿轮圆周方向也呈均匀分布，所产生的径向液压力F(其方向由各子泵的出油口P(一2一12—I指向进油口)在每个齿轮上