齿轮传动是现代机械中应用广的一种基本传动形式。圆弧齿轮泵的圆弧齿轮是靠主动轮的轮齿推动从动轮的轮齿以实现传递运动及动力,和渐开线相比,它具有齿数少、不产生干涉、噪声小、接触强度大、寿命长等优点,与相同材质、相同工艺和相同参数的渐开线齿轮相比,其接触强度可提高很多。其次,圆弧齿轮因润滑条件好,接触迹沿齿高滑动速度相同,磨损均匀,传动,制造工艺简单,成本低,有取代渐开线齿轮的发展趋势。
在西欧各国和日本,圆弧齿轮泵已广泛应用于矿山、机械、化工、船舶等行业。我国也已研制出性能好、寿命长、噪声低的圆弧齿轮泵系列,其诱导曲率半径比渐开线齿轮大几倍到上百倍,在抗弯强度方面比相同的渐开线齿轮提高了30%,对提高我国齿轮泵设计水平有非常重要的意义。
圆弧齿轮的齿形设计
(1)用公切线连接凸、凹圆弧的双圆弧齿轮,过渡部分由滚刀的直线刃范成而成。
(2)分阶式双圆弧齿轮,用圆弧连接凸、凹工作齿面,过渡部分呈台阶形。这种工作面之间形成一个较大的空隙,连接形式有修正渐开线、正弦曲线、摆线、双曲线等。公切线连接的凸、凹面过渡部分齿面之间空隙很小,当工作面稍有磨损,非工作面间空隙逐渐消失,导致非工作面的接触,出现早期的点蚀现象;分阶式圆弧齿轮中,非工作面之间形成了一个较大的间隙,避免了前述非工作面的缺点,另外分阶式圆弧齿轮,增大了凹齿齿根厚度,提高了弯曲强度。在分阶式圆弧齿轮中,正弦曲线连接的周节短,流量大,压力角较小,减少了轴承负荷,所以此处选用分阶式正弦曲线双圆弧齿轮。
圆弧齿轮泵已发展成为特色齿轮泵技术体系。通过给定的圆弧齿轮参数,讨论了圆弧齿轮的基本参数的选取,推出齿廓方程,进而完成对圆弧齿轮的齿形设计。由于圆弧齿轮对中心矩较敏感,通过采用变位修正方法,地解决了这一问题。后建立了双圆弧齿轮的数字化模型,完成了圆弧齿轮的设计。
齿轮泵提不上水的其他因素的影响:
1)底阀打不开。通常是由于水泵搁置时间太长,导热油泵,热油泵底阀垫圈被粘死,无垫圈的底阀可能会锈死。
2)底阀滤器网被堵塞;或底阀潜在水中污泥层中造成滤网堵塞。
3)叶轮磨损严重。叶轮叶片经长期使用而磨损,影响了水泵性能。
4)闸阀或止回阀有故障或堵塞会造成流量减小甚至抽不上水。
5)齿轮泵出口管道的泄漏也会影响提水量。