接触面加工误差是影响航空齿轮泵性能的敏感因素,有必要研究接触面尺寸公差对航空齿轮泵外特性的影响规律。选取泵体内部3种主要接触面(泵腔内表面、齿顶面和齿面),分别建立存在尺寸公差的实际模型,并与无公差的理想模型进行对比。利用RNG k-ε湍流模型三维瞬态流场数值模拟,推导出基于公差的径向泄漏量数学模型,揭示不同接触面公差对泵外特性的影响规律。研究表明接触面公差降低了容积效率,缓解了流量脉动与压力脉动,使得相邻腔室间压力梯度下降;其中齿面公差对泵的流量、压力特性最为敏感。齿面公差的存在使得容积效率、瞬时流量算术平均偏差及瞬时压力算术平均偏差分别下降4.7%、31.8%和39.3%。此外,齿面公差有效缓解困油区压力和减少齿轮激励力,而齿顶与泵腔接触面公差对其影响不大。

选择铝青铜和PEEK涂层作为浮动轴套材料,以20CrMnTi作为齿轮材料,利用摩擦磨损试验装置对2种浮动轴套材料在矿物油工作介质下进行摩擦磨损试验。在设定转速下通过改变加载力得到摩擦因数、温度等参数的变化规律;在额定转速下铝青铜与20CrMnTi的极限pv值为22.55 MPa·m/s,PEEK与20CrMnTi的极限pv值为36.83 MPa·m/s。分析其磨损机制,发现前者以黏着磨损和磨料磨损为主,后者以黏着磨损为主。结果表明:PEEK涂层材料摩擦性能优于铝青铜,更适合用作高速齿轮泵浮动轴套