齿轮泵是一种常见的流体传递和输送元件,因其结构简单、效率高、不易被油液污染的特点,而被广泛用于航空、航天和船舶等领域。随着科技的发展与进步,对齿轮泵的性能要求也越来越高,主要体现在齿轮泵的高速化、高压化以及小型化上。为保证齿轮泵在高转速高工作压力下的稳定性,就需要对齿轮泵的动态特性进行技术研究,本文以双圆弧斜齿齿轮泵为研究对象,对齿轮泵的主要组成部件以及整机进行动态特性分析与结构方面的优化改进,为今后高性能齿轮泵的研究提供一种基本模型与方法。论文首先建立双圆弧斜齿齿轮泵的三维实体模型,利用有限元软件ANSYS对齿轮泵的转子系统、泵体、滑动轴承、前泵盖、后泵盖以及整机进行静力学分析与模态分析。根据分析结果找出原方案中的薄弱环节,并以此为基础对原齿轮泵进行优化改进设计。转子系统是齿轮泵的重要部件,将转轴直径变小进行轻量化设计后,仍满足要求。泵体作为齿轮泵的重要支撑件,以轻量化为目标,在原有设计方案中结构最大应力远小于材料的极限应力,在设计余量过剩的前提下,对泵体进行拓扑优化,优化后泵体质量减轻5%,刚度较优化前有所提升。针对齿轮泵滑动轴承受力复杂,采用金属材料易磨损的问题,采用新型轻质材料陶瓷对滑动轴承进行优化,就采用氮化硅与碳化硅两种方案进行比较,并最终选用碳化硅。原设计方案中双圆弧斜齿齿轮泵整机的一阶固有频率为2234.7Hz,整机质量为13.5499kg,优化后一阶固有频率为2392.6Hz,整机质量为11.2394kg,质量减轻17%后,整机固有频率高于转子系统的回转频率0～166.67Hz,不会发生共振。通过对双圆弧斜齿齿轮泵的动态特性分析与结构优化改进,在减轻齿轮泵质量的同时提高了固有频率。达到齿轮泵各主要组成部件之间的固有频率以及整机固有频率与转子系统回转频率之间频率的错位分离,改善了原双圆弧斜齿齿轮泵的动态性能。