齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计

王郝; 宋安然; 李玉龙

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.01.011

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计

设计计算 | 更新时间：2023-06-07

- 齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计
- Output Ripple Difference and Following Lightweight Design of External Gear Pumps and Motors
- 机械传动 2023年47卷第1期页码：77-81
- 作者机构：
  
  1.江苏安全技术职业学院电气工程学院，江苏徐州 212011
  2.宿迁学院机电工程学院，江苏宿迁 223800
- 作者简介：
  
  王郝（1980— ），男，江苏睢宁人，硕士，副教授；研究方向为机械工程、机械制造工艺、机器人机构分析；wanghaoyou5@163.com。
  李玉龙（1968— ），男，江苏泰兴人，博士，教授；研究方向为泵理论及其现代设计方法；leo-world@163.com。
- 基金信息：
  
  江苏省青蓝工程资助项目宿迁市“千名领军人才集聚计划”项目
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.01.011
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-01-15，
  
  收稿日期：2022-01-26，
扫描看全文
王郝,宋安然,李玉龙.齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计[J].机械传动,2023,47(01):77-81.

Wang Hao,Song Anran,Li Yulong.Output Ripple Difference and Following Lightweight Design of External Gear Pumps and Motors[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(01):77-81.
王郝,宋安然,李玉龙.齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计[J].机械传动,2023,47(01):77-81. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.01.011.

Wang Hao,Song Anran,Li Yulong.Output Ripple Difference and Following Lightweight Design of External Gear Pumps and Motors[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(01):77-81. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.01.011.

摘要

为了明晰齿轮泵/齿轮马达输出量的脉动机理及其差异性，基于由性能到参数的逆向设计方法和渐开线齿廓的无根切特点，以最能反映输出脉动与困油等性能的重合度和轻量化效果的齿数为渐开线齿廓的构造变量，重点推导出无量纲节法线长度等齿廓参数式；据此，重构出齿轮泵输出流量和齿轮马达输出转速的脉动系数式；由许可脉动系数下的轻量化设计方法，确定出相应的最小重合度及其最少齿数。结果表明，重合度是影响脉动系数的关键参数，齿轮马达的转速脉动系数大于齿轮泵的流量脉动系数，重合度越大，脉动系数越小，脉动差异性越小，但困油负荷越大；重合度和齿数是影响轻量化效果的两个关键参数，重合度越大或齿数越少，轻量化效果越好；最小重合度由许可脉动系数唯一确定，最少齿数由最小重合度、许可齿顶压力角和许可齿顶圆心角等共同确定，从而完善了齿轮泵/齿轮马达就脉动系数方面的现有结论。

Abstract

In order to clarify the different output mechanism and following ripple difference between external gear pump and motor

based on the reverse design method from performance to gear parameter and special involute feature without undercut

from the contact ratio factor which can best reflect output ripple performance and trapped-oil performance

teeth number which can best reflect lightweight effect as constructed variables of involute profile

the function expressions of dimensionless normal length outside pitch circle and other involute profile parameters are derived

and then the ripple factor formulas of output flow for gear pump and output speed for gear motor are reconstructed. The minimum contact ratio factor and the minimum teeth number are determined by lightweight method under the allowable ripple factor. All results show that contact ratio factor is a key parameter that affects the output ripple

ripple factor of output speed is larger than that of output flow

the larger the contact ratio factor is

the smaller the ripple factor and the smaller the ripple difference is

but the larger the relief load of trapped-oil is; the contact ratio factor and teeth number are two key parameters affecting the lightweight effect

the greater the contact ratio factor or the fewer teeth

the better the lightweight effect; the minimum contact ratio factor is uniquely determined by the allowable ripple factor

and the minimum teeth number is determined by the minimum contact ratio factor

the limited addendum pressure angle and the limited addendum center angle

etc.

thus

the existing conclusions on the ripple factor of gear pump/gear motor are improved.

关键词

齿轮泵/马达重合度节法线长度流量脉动系数转速脉动系数轻量化齿数

Keywords

Gear pump and motorContact ratio factorNormal length outside pitch circleFlow ripple factorSpeed ripple factorMinimum teeth number

references

闻德生，王少朋，田山恒.对称型多输出齿轮马达的泄漏分析与容积效率［J］.西南交通大学学报，2020，55（2）：379-385.

WEN Desheng，WANG Shaopeng，TIAN Shanheng.Leakage analysis and volumetric efficiency of symmetrical multiple output gear motors［J］.Journal of Southwest Jiaotong University，2020，55（2）：379-385.

唐庆，单金光，周龙，等.航空燃油齿轮泵流动机理的数值模拟研究［J］.机电工程，2021，38（9）：1185-1190.

TANG Qing，SHAN Jinguang，ZHOU Long，et al.Numerical simulation of the flow mechanism for aviation fuel gear pump［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering，2021，38（9）：1185-1190.

李玲辉，陈奎生，湛从昌.考虑空化的外啮合齿轮泵流量特性仿真分析［J］.武汉科技大学学报，2021，44（4）：262-269.

LI Linghui，CHEN Kuisheng，ZHAN Congchang.Simulation analysis of flow characteristics of external gear pump considering cavitation［J］.Journal of Wuhan University of Science and Technology，2021，44（4）：262-269.

李树威.外啮合齿轮马达齿形与压力脉动研究［D］.大连：大连海事大学，2019：13-15.

LI Shuwei.Research on tooth profile and pressure pulsation of external gear motor［D］.Dalian：Dalian Maritime University，2019：13-15.

郭善新，陈达贵，张禹，等.高压齿轮泵污染磨损的寿命模型研究与验证［J］.流体机械，2018，46（5）：13-17.

GUO Shanxin，CHEN Dagui，ZHANG Yu，et al.Research and verification of life model for pollution wear of high pressure gear pump ［J］.Fluid Machinery，2018，46（5）：13-17.

朱嘉兴，李华聪，符江锋，等.航空齿轮泵滑动轴承接触状态流体润滑特性［J］.航空动力学报，2020，35（1）：169-177.

ZHU Jiaxing，LI Huacong，FU Jiangfeng，et al.Lubrication characteristics in contact state of journal bearing inside aero gear pump［J］.Journal of Aerospace Power，2020，35（1）：169-177.

叶素娣，徐敬华.高压大流量齿轮泵混合参数增效设计［J］.机械科学与技术，2016，35（2）：165-170.

YE Sudi，XU Jinghua.Efficiency-improving design of high pressure and large flow gear pump by using hybrid parameters［J］.Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering，2016，35（2）：165-170.

周兰美.外啮合异齿数斜齿轮泵流量脉动和流量特性的研究［J］.机床与液压，2019，47（21）：143-146.

ZHOU Lanmei.Study on flow pulsation and flow characteristics of external helical gear pump with different number of teeth［J］.Machine Tool ＆ Hydraulics，2019，47（21）：143-146．

田昊，李树威，侯交义，等.外啮合齿轮马达齿廓测试方法研究［J］.液压与气动，2019（1）：37-41.

TIAN Hao，LI Shuwei，HOU Jiaoyi，et al.Measurement of gear profile for external gear motor［J］.Chinese Hydraulics ＆ Pneumatics，2019（1）：37-41.

闻德生，潘为圆，石滋洲，等.力平衡型多输入齿轮马达的转矩特性分析与试验［J］.农业工程学报，2017，33（10）：94-101.

WEN Desheng，PAN Weiyuan，Shi Zizhou，et al.Analysis and test of torque characteristics for force balance and multi input gear motor［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2017，33（10）：94-101.

秦琪晶，葛文庆，鲁应涛，等.泵控伺服系统关键技术研究综述［J］.机床与液压，2022，50（1）：170-181.

QIN Qijing，GE Wenqing，LU Yingtao，et al.Review on key technologies of pump control servo system［J］.Machine Tool & Hydraulics，2022，50（1）：170-181.

何存兴.液压元件［M］.北京：机械工业出版社，1985：49-51，260，41，24，264.

HE Cunxing.Hydraulic components［M］.Beijing：China Machine Press，1985：49-51，260，41，24，264.

刘萍.空天用泵轻量化的齿廓逆向设计方法及高形技术［J］.流体机械，2020，48（7）：33-37.

LIU Ping.Reverse design method of involute profile and further higher shape technology for lightweight gear pumps equipped in spacecraft［J］.Fluid Machinery，2020，48（7）：33-37.

孙恒，陈作模.机械原理［M］.8版.北京：高等教育出版社，2013：187-199.

SUN Heng，CHEN Zuomo. Mechanical principle［M］.8th ed.Beijing：Higher Education Press，2013：187-199.

李玉龙，赵宏顺，刘萍，等.罗茨转子轮廓的柔性构造及其性能参数的简约公式［J］.真空科学与技术学报，2021，41（3）：268-272.

LI Yulong，ZHAO Hongshun，LIU Ping，et al.Flexible algorithm for rotor-profile construction and performance-characteristics evaluation of Roots pump［J］.Chinese Journal of Vacuum Science and Technology，2021，41（3）：268-272.

李玉龙.外啮合齿轮泵困油机理、模型及试验研究［D］.合肥：合肥工业大学，2009：15-18.

LI Yulong.Mechanism，modelling and experiment investigation of trapped oil in external gear pump［D］.Hefei：Hefei University of Technology，2009：15-18.

李玉龙，孙付春，姚旗，等.航天器用超低黏度齿轮泵轻量化设计［J］.农业工程学报，2016，32（21）：109-114.

LI Yulong，SUN Fuchun，YAO Qi，et al.Lightweight design of gear pumps with ultra-low viscosity medium used in spacecraft［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2016，32（21）：109-114.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

凸轮转子外摆线轮廓的3种特定形态及其性能分析

高扭转子的全共轭轮廓构造及其流量脉动式