圓弧泵的流量與轉速成正比,高轉速有利于流量的提高。根據發(fā)動機的要求,取2600r/min,比普通電機泵的1500r/min高,這有利于減少間隙的泄漏。為了減小軸承的負荷,設計中增加了起卸荷作用的出油槽。圓弧泵結構簡單、制造方便、尺寸緊湊,因而在機車車輛工業(yè)中應用非常廣泛,其中漸開線齒輪泵是目前用得廣泛的。齒輪傳動是重要的機械傳動方式之一,由于具有傳遞扭矩大、傳遞運動準確、性高等特點,而成為各種機器和裝備中應用廣泛的動力和運動傳遞裝置。
圓弧泵齒輪采用雙圓弧正弦曲線齒形制造,通常漸開線齒輪壓力角取20°~30°,由于雙圓弧齒輪的承載能力比同級的漸開線齒輪高,因此雙圓弧齒輪的壓力角可小些,該圓弧齒輪取14.5°,這可 齒面的受力情況,齒面承受的徑向分力較小,從而減輕軸承的負荷,延長軸承的壽命。同時,由于圓弧齒輪的齒廓是圓弧,齒面上各點的滑動速度相等,磨損均勻,因此具有良好的跑合性能,且磨損后齒面精度不變,這是比漸開線齒輪遠為優(yōu)越之處。
結合國內加工工藝的實際情況,采用大模數、大齒寬、小壓力角、少齒數、小間隙、高轉速、低軸承負荷的措施,并據此選擇泵的各項參數。在尺寸不變下,油泵的流量和模數、齒寬成正比。一般,齒輪泵齒的模數取3一4,而圓弧齒輪取6.25,如此可增大流量,提高齒輪強度。一般,推薦泵的間隙為0.06一0.15mm,根據實際的使用情況,這里取端面間隙為小值,取徑向間隙為大值。齒寬的選擇,一般推薦為模數的4一8倍,這里取10倍模數,如此可減少漏油,提高泵的速率。一般漸開線齒輪壓力角取20一30,圓弧齒輪取14.5°,這可減小徑向力和流量的脈動。實踐證明,小壓力角是確實可行的。根據泵的理論,在其他參數不變下,齒數越少、流量越大。
現代齒輪傳動有“線接觸”和“點接觸”兩種嚙合制度,線嚙合制’,齒輪副沿齒高方向的相對滑動速度較大,對軸、軸承、齒輪及箱體等相關零件的變形有較大的敏感性,要求相關零件有較高的精度和剛度,特別是大功率高速傳動時齒面磨損嚴重。而和其具有相同尺寸的圓弧點嚙合齒輪,由于當量曲率半徑大數十倍,可大幅度提高共扼齒面的接觸強度,具有承載能力高、使用壽命長、磨損均勻以及齒面間易形成油膜等優(yōu)點,己被廣泛應用于冶金軋鋼、礦山運輸、建材水泥、交通航運、輕工榨糖、發(fā)電設備、采油煉油、化工化纖等行業(yè),具有廣闊的發(fā)展前途。漸開線齒輪在壓力角20時,齒數少的為17;圓弧泵不存在齒數少的問題,可取較少的齒數,從而可減小泵的尺寸和機械損失,提高泵的速率。這里取泵的齒數為6。齒輪泵的間隙與其特性有很大的關系,小間隙可提高泵的容積速率,但過小的間隙會降低泵的機械效率。
雙圓弧齒輪傳動是點嚙合傳動,從理論上講,點嚙合傳動的兩齒廓只有一點接觸,齒輪只有經過充分跑合,變?yōu)榫钟蚪佑|后,才能具有較強的承載能力?,F有的雙圓弧齒輪的強度計算方法,均是建立在雙圓弧齒輪齒面充分接觸這一前提條件下進行的。而在工程實際中,由于采用了不合理的齒形參數和跑合規(guī)范,雙圓弧齒輪需經很長時間的充分跑合,使生產周期增長、成本提高。尤其是對井下環(huán)境用的雙圓弧齒輪,如果在井下跑合,就會將重大隱患帶入井下,影響采油工作進度甚至造成油井報廢。所以設計雙圓弧齒輪時,應充分考慮其跑合性能,使它在很短的時間內就能達到充分的跑合狀態(tài)。因此,基于雙圓弧齒輪跑合模型研究其跑合周期是非常合理的。