磁力传动齿轮泵结构设计及分析

齿轮泵在工业上的应用己经很久了，到目前为止，不但在航空、航天、兵器工业应用，而且在轻工、钢铁等工业都   了广泛应用。齿轮泵之所以   如此青睐，是因为它具有的优点：结构简单、尺寸紧凑、工作、使用寿命长。但是普通齿轮泵轴承都需要润滑脂或润滑油润滑，才能达到   的寿命，同时齿轮泵的传动轴部分都存在漏液现象，由于轴封的作用，齿轮泵需要   的功率用来克服轴端摩擦力。

为解决上述问题，作者设计了一种的齿轮泵结构。该结构由齿轮泵、磁力偶合离合器、电机及电机控制器组成。此次电机设计为空心杯直流永磁电机，其特点是转动惯量小、反应。齿轮泵和电机连接为非接触式的、采用电磁作用力使之连接起来的结构形式。这种结构主要是取消了皮碗，而使联轴器摩擦力小，使电机的输入功率减少，同时可以使该齿轮泵达到无泄漏要求。为防止锈蚀，齿轮材料采用非金属材料，泵体采用不锈钢。为减少驱动功率和达到的密封性，将动密封转换为静密封，使该齿轮泵具有零泄漏的特性。

为达到相容性要求，齿轮选用聚四氟乙烯；为运动的稳定性，该结构选用滑动轴承。由于该齿轮泵流量小即0.3L/min，又由于流量太小导致齿轮参数不能按设计标准设计，以致形成齿轮模数相对流量值偏大，而由于驱动功率很小(≤10W)，而泄漏量同结构有关，造成流量小的齿轮泵由于端面间隙存在出现大的泄漏量。为转动平稳，故此次设计选用滑动轴承。为齿轮泵两侧间隙为较佳，用小的功率工作(即齿侧保留的间隙)又间隙为较小，这就要求滑动轴承运动要稳定，轴承不能产生轴向游动。滑动轴承长度设计为20mm，为减少质量和体积，在刚度的情况下，齿轮轴外径设计为φ3.2mm，滑动轴承外径设计为φ5mm。为减少泄漏量，总轴向间隙设计为0.02mm。采用上述设计，了小流量齿轮泵地工作。

磁力偶合离合器和机械驱动的不同点在于：它传递转矩时与液体相接触的动力传动轴不与外界空间相连通，而是利用磁场透过隔离套的薄壁传递转矩，取消了动密封装置，变动密封为静密封，因此从根本上了传动轴所产生的泄漏，解决了一般齿轮泵的泄漏和机械磨损发热问题，为系统的相容性和降低摩擦功率创造了条件。

磁力偶合离合器的应用特点如下：

(1)实现液体传动的零泄漏

由于磁力偶合离合器在传动时并不需要2个永磁件之间相对接触或连接，因此当主动件旋转时，在磁场力的作用下即可实现从动件同时旋转，从而实现动力传递过程中的静密封，齿轮泵外漏做到零泄漏。

(2)可避免振动的传递

由于主动件与从动件相互间无接触，不存在刚性连接问题，因此在主动件发生突变或振动时都不会直接传动到从动件上，同时从动件发生突变或振动时都不会影响主动件的工作状态，从而可避免突变或振动的传递，实现工作平稳运行。

(3)与刚性连轴比较，安装、拆卸、维修都很方便。

(4)净化环境，污染。

电机的设计

电机采用无刷直流电机，它具有寿命长、无换向火花带来的电磁干扰、结构简单、运行的优点。位置传感器采用高的霍尔集成电路。

采用上述设计的微小流量齿轮泵，具有良好的化学相容性、很好的性能和较小的功率。

齿轮泵由三部分组成：电机、磁力离合器、齿轮泵。由于内外电磁转子的作用将齿轮泵封闭在齿轮泵体中，达到了轴端传动无泄漏。