圆弧泵的流量与转速成正比,高转速有利于流量的提高。根据发动机的要求,取2600r/min,比普通电机泵的1500r/min高,这有利于减少间隙的泄漏。为了减小轴承的负荷,设计中增加了起卸荷作用的出油槽。圆弧泵结构简单、制造方便、尺寸紧凑,因而在机车车辆工业中应用非常广泛,其中渐开线齿轮泵是目前用得广泛的。齿轮传动是重要的机械传动方式之一,由于具有传递扭矩大、传递运动准确、性高等特点,而成为各种机器和装备中应用广泛的动力和运动传递装置。
圆弧泵齿轮采用双圆弧正弦曲线齿形制造,通常渐开线齿轮压力角取20°~30°,由于双圆弧齿轮的承载能力比同级的渐开线齿轮高,因此双圆弧齿轮的压力角可小些,该圆弧齿轮取14.5°,这可 齿面的受力情况,齿面承受的径向分力较小,从而减轻轴承的负荷,延长轴承的寿命。同时,由于圆弧齿轮的齿廓是圆弧,齿面上各点的滑动速度相等,磨损均匀,因此具有良好的跑合性能,且磨损后齿面精度不变,这是比渐开线齿轮远为优越之处。
结合国内加工工艺的实际情况,采用大模数、大齿宽、小压力角、少齿数、小间隙、高转速、低轴承负荷的措施,并据此选择泵的各项参数。在尺寸不变下,油泵的流量和模数、齿宽成正比。一般,齿轮泵齿的模数取3一4,而圆弧齿轮取6.25,如此可增大流量,提高齿轮强度。一般,推荐泵的间隙为0.06一0.15mm,根据实际的使用情况,这里取端面间隙为小值,取径向间隙为大值。齿宽的选择,一般推荐为模数的4一8倍,这里取10倍模数,如此可减少漏油,提高泵的速率。一般渐开线齿轮压力角取20一30,圆弧齿轮取14.5°,这可减小径向力和流量的脉动。实践证明,小压力角是确实可行的。根据泵的理论,在其他参数不变下,齿数越少、流量越大。
现代齿轮传动有“线接触”和“点接触”两种啮合制度,线啮合制’,齿轮副沿齿高方向的相对滑动速度较大,对轴、轴承、齿轮及箱体等相关零件的变形有较大的敏感性,要求相关零件有较高的精度和刚度,特别是大功率高速传动时齿面磨损严重。而和其具有相同尺寸的圆弧点啮合齿轮,由于当量曲率半径大数十倍,可大幅度提高共扼齿面的接触强度,具有承载能力高、使用寿命长、磨损均匀以及齿面间易形成油膜等优点,己被广泛应用于冶金轧钢、矿山运输、建材水泥、交通航运、轻工榨糖、发电设备、采油炼油、化工化纤等行业,具有广阔的发展前途。渐开线齿轮在压力角20时,齿数少的为17;圆弧泵不存在齿数少的问题,可取较少的齿数,从而可减小泵的尺寸和机械损失,提高泵的速率。这里取泵的齿数为6。齿轮泵的间隙与其特性有很大的关系,小间隙可提高泵的容积速率,但过小的间隙会降低泵的机械效率。
双圆弧齿轮传动是点啮合传动,从理论上讲,点啮合传动的两齿廓只有一点接触,齿轮只有经过充分跑合,变为局域接触后,才能具有较强的承载能力。现有的双圆弧齿轮的强度计算方法,均是建立在双圆弧齿轮齿面充分接触这一前提条件下进行的。而在工程实际中,由于采用了不合理的齿形参数和跑合规范,双圆弧齿轮需经很长时间的充分跑合,使生产周期增长、成本提高。尤其是对井下环境用的双圆弧齿轮,如果在井下跑合,就会将重大隐患带入井下,影响采油工作进度甚至造成油井报废。所以设计双圆弧齿轮时,应充分考虑其跑合性能,使它在很短的时间内就能达到充分的跑合状态。因此,基于双圆弧齿轮跑合模型研究其跑合周期是非常合理的。