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圓柱齒輪流量計(jì)的力學(xué)原理
如圖2所示，E為Ⅰ、Ⅱ齒輪的嚙合點(diǎn)，h為齒輪的全齒高。嚙合點(diǎn)E到兩齒輪的齒根的距離分別為c和b，齒寬為B。當(dāng)流體通過(guò)圓柱齒輪流量計(jì)時(shí)，由于機(jī)械摩擦和流體自身流動(dòng)的能量損耗，使得進(jìn)油腔和出油腔間產(chǎn)生壓降，即差壓Δp=p1-p2。其中，進(jìn)油腔內(nèi)高壓流體作用于進(jìn)油腔內(nèi)所有的輪齒，而嚙合的兩個(gè)輪齒的齒面只有一部分受高壓油的作用;由于c和b均小于齒高h(yuǎn)，所以在Ⅰ、Ⅱ齒輪上分別產(chǎn)生作用力p1B(h-c)和p1B(h-b)。同理，在出油腔中Ⅰ、Ⅱ齒輪也會(huì)分別受到作用力p2B(h-c)和p2B(h-b)。作用力合成得出流體在Ⅰ、Ⅱ齒輪上的總作用力分別為B(p1-p2)(h-c)和B(p1-p2)(h-b)，正是在這兩個(gè)力的作用下齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)流體被分隔為小的體積計(jì)量單元并帶到出口排出。這里進(jìn)行的受力分析的前提是，流體沿著齒輪軸向流入流出，即流體對(duì)齒輪的徑向沖擊很小，相應(yīng)作用于齒輪的動(dòng)壓力可忽略。如果流體是沿齒輪的徑向流入則需相應(yīng)地記入動(dòng)壓對(duì)齒輪的作用力。因?yàn)閯?dòng)壓力隨流量同時(shí)變化，此時(shí)齒輪的受力情況就復(fù)雜得多，終難以保證圓柱齒輪流量計(jì)的線(xiàn)性度，因此，筆者認(rèn)為這也是圓柱齒輪流量計(jì)通常被設(shè)計(jì)成流體沿著齒輪軸向流入流出的重要原因。

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