分析了以二级脱盐水为工作介质时,外啮合齿轮泵产生困液现象的原因;讨论了二级脱盐水的水质标准在纯水液压传动中的特点;研究了有齿侧间隙的外啮合齿轮泵卸荷槽的设计方法;结果表明,采用双矩形对称布置的卸荷槽,是解决外啮合齿轮泵困液现象的有效办法。

采用FLUENT动网格计算模型,通过变化径向间隙和改变齿轮齿形,对外啮合齿轮泵进行内部流场分析。结果表明,在2个齿轮啮合处,流体的压力周期性变化,并在相邻的啮合齿对间有显著的困油现象;在齿轮泵工作达到稳定状态后,径向间隙越大,出口处的平均速度就越大。此外,双圆弧齿形的齿轮泵比渐开线齿轮泵的出口平均速度更大。

为了获得更加精确的外啮合齿轮泵内泄漏数学模型,将不确定性理论引入齿轮泵传统内泄漏模型中进行研究。将齿轮泵的轴向间隙、径向间隙、液压油温度、工作压力和输入转速作为随机变量,运用随机因子法和代数综合法建立齿轮泵随机内泄漏模型,进而获得在不确定性下的齿轮泵容积效率。将随机内泄漏模型研究结果和传统模型的计算结果分别与实验结果进行比较,证明随机内泄漏模型的正确性和优越性。

目前,有关资料对外啮合齿轮泵工作原理的表述是不全面和较模糊的。通过吸油、输油、排油三个过程对完整的外啮合齿轮泵工作原理进行详尽分析,总结出吸、排油腔的容积变化规律,并说明了这种容积变化不会影响到吸、排油腔的油压变化。

针对齿轮泵瞬时流量的数学建模问题，提出控制面积法，分析转进与转出控制区域面积。讨论卸荷槽对降低齿轮泵流量脉动的影响，通过对齿轮泵流量脉动曲线分析，得出流量脉动和齿轮啮合位置关系，提出采用两对齿轮错相位叠加方法减小流量脉动，并分析如何实现错相位叠加，发现错相位叠加法能够有效减小齿轮泵的流量脉动。

外啮合齿轮泵是液压系统中应用最广泛的动力源,具有良好的性能和较低的制造成本。基于SimulationX软件构建了考虑流量压力脉动的齿轮泵模型,基于泵的可变孔口、可变容积及间隙区域(均为角位移的函数)建立了流体动态模型。仿真获取了典型工况流量及压力的变化结果,并与实验数据进行了时域和频域的对比分析,对外啮合齿轮泵的输出特性预测方法进行研究。结果表明,仿真结果可以预测齿间容腔内达到的最大和最小压力,有助于防止气蚀以及减少泵噪声的研究;同时,在给定系统条件时,能够对泵的输出特性进行模拟预测。为外部齿轮泵的设计和开发提供工具,具有一定的工程领域应用价值。

针对某型外啮合齿轮泵噪声大、轴承磨损严重等问题，基于三维设计和流场仿真软件对卸荷槽进行了改进设计，直接求解出了困油容积及其压力变化和旋转过程中齿轮泵内部流场，通过对齿轮表面流场压力进行积分获得了卸荷槽改进前后齿轮泵径向力的变化规律。结果表明：改进卸荷槽后齿轮泵径向力最大值和平均值分别降为原齿轮泵的51％和76．5％，困油现象加剧径向力主要表现在两齿轮中心线方向的分力上。文中研究内容亦为齿轮泵优化设计提供了一种数值计算方法。

从污染磨损引起泄漏的角度分析污染颗粒对外啮合齿轮泵的影响，介绍了液压元件的污染敏感度理论（Omega理论）并应用Omega理论对外啮合液压泵进行污染磨损寿命分析。介绍了泵的污染敏感度试验方法，根据外啮合齿轮泵的磨损泄漏模型对试验数据进行优化，求出泵污染敏感度的值并预测得到其污染磨损寿命。结果表明：该方法能准确评价液压泵的抗污染磨损性能并预测其污染磨损寿命，为液压泵的选择和可靠性分析提供理论参考。

通过研究外啮合齿轮泵输出流量以及从动轮所受液压力与平衡槽的关系，得出平衡槽的最佳尺寸。从而在保证齿轮泵容积效率的基础上，减小齿轮泵的困油现象和流量脉动。以某型号的高压齿轮泵为研究对象，通过建立理论公式求出齿轮泵所受的液压力；建立CFD模型，通过流体仿真得到液压力与出口流量；最后通过对比得出齿轮泵侧板的最佳角度、最佳深度和最佳宽度。

针对外啮合齿轮泵齿轮轴变形、轴承磨损严重的问题,根据齿轮全齿廓曲线在液压场中不同区域的受力情况及齿轮所受液压径向力随转角的变化,基于Matlab软件的自适应Gauss-Kronrod公式对齿轮受力进行数值积分,得到齿轮所受液压径向力的精确计算值。与现有文献上的计算方法相比,本文的计算结果更接近于实际,可为解决外啮合齿轮泵的径向力、提高齿轮泵的寿命提供参考。