内啮合齿轮泵由于结构紧凑、流量脉动小、噪声水平低等显著优点,在高端机床、塑料机械、海洋装备以及航空航天等领域均具有广阔的应用前景。目前国内内啮合齿轮泵市场主要由国外厂家占据,国内厂家对内啮合齿轮泵仍处于仿制阶段,产品性能较差。本论文以内啮合齿轮泵为研究对象,建立内啮合齿轮泵的系统性仿真模型,目的在于提高内啮合齿轮泵的综合性能,为内啮合齿轮泵的设计提供理论工具,课题具有很强的学术研究意义和工程应用意义。本论文从内啮合齿轮泵的关键几何特征建模出发,建立了泵内部容腔压力的集中参数模型及齿圈/壳体、齿轮轴/滑动轴承摩擦副的润滑膜模型;通过对泵的出口压力脉动、摩擦副的泄漏量等方面的试验,验证了模型的准确性;分析了内啮合齿轮泵出口流量脉动、齿圈/壳体以及齿轮轴/滑动轴承之间的润滑性能。分析结果指出,泵的出口流量脉动随着转速的增大而下降,随着出口压力的增大而增大,通过浮动侧板上卸荷槽的困油流量有利于降低泵出口压力脉动及流量脉动,通过浮动侧板上过渡槽的过渡流量会增大泵的出口压力脉动及流量脉动;油液压内啮合齿轮泵齿圈/壳体之间油膜压力由静压效应、动压效应以及挤压效应三部分组成,由动压效应和挤压效应所产生的支承力占到了总支承力的20%-30%,因此在分析齿圈受力平衡时,不能忽略动压效应和挤压效应这两部分;水液压内啮合齿轮泵齿轮轴/滑动轴承之间水膜变形量与水膜的厚度处于同一个数量级,水膜变形会导致水膜的承载能力下降,不能忽略水膜变形量对水膜厚度的影响。基于提出的仿真模型,本论文提出了降低出口流量脉动、改善水润滑条件下润滑性能的设计方法。前者为一种低脉动的具有两套同轴连接的齿轮副的串联式双泵结构,仿真结果表明,与同排量的单级泵相比,串联泵可以在大范围工况下较大幅度地降低出口流量脉动;后者为一种可以改善水润滑特性的设计在齿轮轴表面的沿着轴向方向呈现正弦曲线形状的微结构,仿真结果表明,采用微结构后摩擦面的水膜承载能力得到了提升,水润滑状态得到了改善。本论文还设计了一款水液压内啮合齿轮泵,并进行了水介质和油介质的对比试验。试验结果指出,内啮合齿轮泵的出口压力脉动的频率与齿轮副的啮合频率一致,这是由于齿轮副周期性啮合排油所造成的;此外,出口压力还可能会出现与外齿轮或内齿轮的转动频率一致的脉动率,这是由于齿轮副的加工的误差所造成的,提高齿轮副的加工精度可以有效消除这个脉动。试验结果还指出,PEEK材料适用于在水液压内啮合齿轮泵中与9Cr18或17-4PH组成高速重载摩擦副;摩擦副间隙对水膜的承载能力的影响较大,与摩擦副润滑膜模型得到的结论一致。