内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比其流量脉动小,仅是外啮合齿轮泵流量脉动率的1/10～1/20.此外,其结构简单紧凑,重量轻,噪声小和效率高,无困油现象.在采取补偿措施后,可达到相当高的容积效率,对介质的污染不甚敏感. 本论文以渐开线内啮合齿轮泵为研究对象,从其工作原理和几何结构出发,研究齿轮泵的强度和刚度,为进一步提高齿轮泵的性能提供理论基础. 本课题在内啮合齿轮泵结构和几何参数的基础上,对内啮合齿轮泵强度和刚度进行了深入研究.根据现在内啮合齿轮泵结构设计和使用情况,对其性能影响大的主要是齿轮轴的强度和刚度,因此本论文以齿轮轴的强度和刚度为对象开展研究. 作为一对啮合的传动齿轮副,啮合力是影响其强度和刚度的主要因素,但对于内啮合齿轮泵除了啮合力还有液压力的影响,并且液压力远大于啮合力.径向力是影响齿轮轴的强度和刚度的主要因素,径向力包括液压力产生的径向力和啮合力产生的径向力,因此,分析内啮合齿轮泵齿轮轴的受力情况是进行强度和刚度分析的基础. 本论文以内啮合齿轮泵的几何结构和工作原理为基础,参照外啮合齿轮泵的受力分析,建立了内啮合齿轮泵齿轮轴的力学模型.首先,根据其吸油和排油原理和几何结构,把受力区划分为高压区,低压区和过渡区.然后,利用计算机画图求出液压力产生的径向力,利用力的平行四边形法则求解出液压力产生的径向力和啮合力产生的径向力的合力及其方向.最后,根据计算机画图得出的结论和几何参数之间的关系,推导出齿轮轴最大径向力和最大轮齿最大弯矩的简便计算公式. 在力学分析的基础上,对齿轮轴进行了强度和刚度分析校核.齿轮轴的强度校核包括轮齿的弯曲强度,疲劳强度和齿轮轴的弯曲强度校核;齿轮轴的刚度校核包括轮齿的刚度和齿轮轴的刚度校核. 齿轮轴的强度校核和疲劳强度计算校核涉及到应力修正系数,齿形修正系数,使用系数,动载系数等许多系数,为了能准确有效的进行计算校核,本文用VB6.0编制了计算校核程序,并基于Access用VB6.0开发了数据库.对齿轮轴的弯曲强度和刚度校核,也用VB6.0编制了计算校核程序,并基于Access用VB6.0开发了数据库. 本文用有限元建模对齿轮轴进行强度和刚度校核,更详细的分析齿轮轴各部分的应力和位移变形,并与程序的结果进行了比较分析.在设计齿轮泵时,既要进行齿轮轴强度校核又要进行齿轮轴刚度校核,但根据设计理论和使用经验,齿轮轴强度一般能满足要求,齿轮轴刚度是影响齿轮泵性能的最主要因素.齿轮轴刚度变形过大,会影响齿轮的啮合精度,增大间隙,增加泄漏,影响容积效率和齿轮泵使用寿命.为了进一步验证挠度计算校核的准确性,我们进行了齿轮轴挠度试验,并把试验结果与程序计算结果进行了比较,最终形成一套更准确的内啮合齿轮泵的刚度计算校核软件.