外嚙合齒輪泵的基本結構

  CB-B型齒輪泵的結構，如圖D所示。它的主體結構采用了泵體7和前、后端蓋的三片式結構。三片間通過兩個圓柱銷17進行定位，并由6個螺釘9加以紫固。兩個齒輪中的主動齒輪6用鍵5固定在傳動軸12上，由電動機帶動進行連續轉動，從而帶動從動齒輪14旋轉。在后端蓋上開有吸油口和壓油口，開口大的為吸油口，與進油管相連接，保證了吸油腔始終與油箱的油液相通；另一個開口小的為壓油口，通過壓力油管與系統保持相通。為使齒輪轉動靈活，同時保證內泄漏量要盡量小，在齒輪端面與兩個端蓋之間留有極小的軸向間隙；為減小泵體與端面之間的油壓作用，減小螺釘緊固力，并防止油泄漏到泵外，在泵體的兩端面開有卸荷槽16，把兩齒輪端部的壓力油液引回吸油腔進行卸壓。

 

    外嚙合齒輪泵采用了普通齒輪的輪齒嚙合泵油結構，形成了這種齒輪泵的如下幾個問題。

    (1)內泄漏較嚴重。外嚙合齒輪泵主要缺點之一是泄漏較大，只適用于低壓，在高壓下容積效率太低。在齒輪泵內部，壓油腔中的液壓油可通過三條途徑泄漏到吸油腔中：一是齒輪嚙合處的間隙，稱為嚙合泄漏；二是徑向間隙，稱為齒頂泄漏；三是端面間隙，稱為端面泄漏。其中，通過端面間隙的端面泄漏量最大，約占總泄漏量的75%～80%。因此要提高齒輪泵的壓力和容積效率，就必須對端面間隙進行自動補償，以減小端面間隙泄漏量。

  (2)齒輪嚙合區的困油現象。齒輪泵要平穩工作，齒輪嚙合的重疊系數必須大于1，也就是說在前一對齒輪即將脫開嚙合之前，后面的一對輪齒要進入嚙合，這樣，在兩對輪齒同時嚙合的這一部分區域內，會有一部分油液滯留在兩齒的重疊區之間，如圖E(a)、(b)所示。隨著齒輪的不斷回轉，后一對齒要不斷地進入嚙合，這就意味著剛進入嚙合的齒要與對面的齒槽發生對擠，而此時被嚙合齒槽由于兩齒的齒厚相等的結構條件，基本上是處于封閉狀態，如圖E(b)所示，所以，這部分被困在齒槽中的油液將由于齒的不斷嚙人運動和齒槽密封空間的不斷減小而受到強烈的擠壓，如圖E(c)所示。由于油液的可壓縮性極小，被困油液的壓力會急劇上升，這部分油液會尋找任何一處縫隙向外部拼命擠出，甚至阻礙齒輪的繼續轉動，擠壓的油液給齒輪帶來了極大的徑向力。在轉過嚙合節點P點后，如圖E(d)所示，牙齒要逐漸脫出嚙合，封閉的齒槽空間要不斷地擴大，這會造成該封閉空間的真空負壓，如果沒有油液及時地補充進來，則會使油液中的空氣分離析出，造成油液產生氣穴，引起振動和噪聲。

 

    以上現象發生在每一對齒的嚙合區內，這種由于齒厚相等而使被封閉在齒間的油液先擠壓后真空負壓的現象，稱為齒輪泵的困油現象。

  齒輪泵的困油造成了油液的氣穴，會引起傳動振動和噪聲，破壞了液壓傳動的穩定性，同時又給泵的回轉帶來極大的附加徑向動載荷，對泵的正常工作造成極大的危害，所以，泵的困油現象需要設法消除。

    目前消除困油的方法通常是在齒輪泵的兩側端蓋上銑兩條卸荷槽，如圖E (e)所示，當困油受到強烈擠壓時，使擠壓空間通過卸油槽與壓油腔相連通；而當困油區形成真空負壓時，使其與吸油腔相通，這樣可以部分解決困油問題。但要注意，兩個卸油槽的存在會增加端面泄漏，同時，兩個卸油槽之間的距離不可過近，以免吸壓油腔兩腔相串通。一般的齒輪泵兩卸荷槽是非對稱開設的，位置往往向吸油腔偏移，但無論怎樣，兩槽間的距離。必須保證在任何時候都不能使吸油腔和壓油腔相互串通，對于分度圓壓力角α=20°、模數為m的標準漸開線齒輪，α=2.78m。當卸荷槽為非對稱時，在壓油腔一側必須保證b=0.8m，另一方面為保證卸荷槽暢通，應滿足槽寬c＞2.5m，槽深h≥0.8m的要求。

    (3)齒輪的徑向力不平衡。齒輪泵中的兩個齒輪在工作時，作用在齒輪上的徑向壓力是不均衡的。如圖F所示，齒輪在壓油腔位置的牙齒由于液體的壓力高而受到很大的徑向壓力，而處于吸油區的牙齒所受的徑向壓力就較小，可以認為壓力由壓油腔的高壓逐漸分級下降到吸油腔壓力，這相當于油液作用給齒輪一個很大的徑向不平衡作用力，使齒輪和軸承承受很大的偏載。油液的工作壓力越大，徑向不平衡力也越大，徑向不平衡力會使軸發生彎曲，導致齒頂與殼體圖F齒輪泵的徑向不平衡力產生接觸摩擦，同時會加速軸承的磨損，降低軸承的壽命，所以，齒輪泵的不平衡徑向壓力是阻礙泵的工作壓力進一步提高的主要原因。

    為了減小齒輪泵的不平衡徑向壓力，有的齒輪泵上采取了縮小壓油口的方法，使壓力油的徑向壓力僅作用在1～2個齒的小范圍內，如圖D所示的A-A剖視，同時可適當增大徑向間隙，使齒輪在不平衡壓力作用下，齒頂不至于與殼體相接觸和摩擦。

  外嚙合齒輪泵的優點是結構簡單，尺寸小，重量輕，制造方便，價格低廉，工作可靠，自吸能力強（容許的吸油真空度大），對油液污染不敏感，維護容易。它的缺點是齒輪、軸承和軸會承受很大的不平衡徑向力，磨損嚴重，泄漏大，使泵的工作壓力的提高受到限制。此外，它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都比較大，齒輪泵一般應用于低壓、小流量的場合下。