齿轮油泵是一种容积泵，它依靠齿轮相互啮合过程中所引起的工作容积变化来输送胶料、塑料熔体。以外啮合齿轮泵为例，其工作容积由泵体、侧盖及齿轮的各齿间槽构成。当一对齿轮相互啮合时，由于齿轮的轮齿与壳体内孔表面间隙很小，齿轮端面与盖板间隙也很小，因而把吸入腔和压出腔隔开，当齿轮旋转时，啮合点左侧啮合着的齿逐渐退出啮合，空间增大，形成局部真空，把胶料或塑料熔体不断吸进吸入腔；啮合点右侧的齿逐渐进入啮合，把齿间的胶料或塑料熔体挤压出来。其过程是当主动轮带动从动轮旋转时，在吸入口胶料或塑料熔体充满齿间，轮齿的顶圆半径扫过一定的容积，胶料或塑料熔体沿泵体内表面被带往排出腔。从两个齿轮流出的胶料或塑料熔体在排出腔相互汇合，其中绝大部分被挤入泵的出口，只有小部分返回到吸入腔。随着齿轮不断地吸入和排出，达到输送胶料或塑料熔体的目的。
在橡塑挤出系统中所应用的齿轮泵通常为三部分组合式结构，它是由两个相互啮合的主动齿轮和被动齿轮、泵体、两侧泵盖及泵体的外部加热冷却装置组成的。齿轮泵内的主动齿轮由长轴直接与驱动装置连接，被动齿轮在主动齿轮的带动下共同朝输送方向旋转，将胶料或粘度较高、流动性较差的塑料熔体通过流道输送到机头。齿轮泵作为一种高压容器，盛装着各种不同的胶料或熔体，有的熔体腐蚀性较强。因此要求泵体用合金钢或不锈钢来制造。但是，不锈钢的泵体成本高，力学强度低。一般对泵体的要求是轻量化、强度高、稳定性好。轮齿结构按直齿结构设计较多。齿轮常和轴制成一体，这样在高扭矩条件下更为可靠。通常两齿轮之间中心距近似等于齿面宽度。当泵内压力差特别高时，可采用非直齿型轮齿结构。齿面宽度小于两齿间的中心距时，齿面宽度小，受压面积小，可以降低轴承和轮齿的负荷。此外，齿面宽度减小，可以缩短两轴承之间的距离，减少挠度。对于容积较大的齿轮泵，可通过动力分配器使两个齿轮轴同为主动轴，以减小轮齿啮合力，减少变形。
齿轮泵输送胶料或塑料熔体的过程中，轮齿是一对一对相互啮合的。因此其瞬时流量是脉动的。物料的脉动程度取决于轮齿的弹性模量和轮齿的多少，齿数越少，齿间越深，脉动越大。为了减少脉动，可增加齿数，通常轮齿都多于16个。这也符合轮齿避免根切的原则。
保温齿轮泵的容积效率、能量效率、胶料压力、胶料温度及机械磨损都与机械间隙的大小有直接关系，确定机械间隙时，既要考虑建立所需要的压力，防止过多胶料的反向流动，又要考虑胶料受高剪切易引起过热降解等工艺要求，通常采用的机械间隙为0.035~0.15mm，当然这个间隙与胶料粘度、压力、温度以及齿轮转速、容积效率密切相关。沉浸在胶料之中的两个相互啮合的齿轮在压力作用下，胶料沿着各种间隙向压力低的方向流动，形成一定漏流量。漏流量的多少取决于胶料粘度的高低、工艺操作条件及泵的几何结构。
在泵体的外部设有加热冷却装置，目的是把泵的温度控制在一定的范围内，使泵保持最优的工艺条件。加热常采用电加热和液体加热两种方式，电加热(如带状和铸铝加热器)升温迅速，比较经济；液体加热温度较均匀，也容易控制。对于容量超过1500cm³的齿轮泵，推荐采用液(汽)体加热。
2齿轮泵的控制
在挤出机一齿轮泵挤出系统中，控制系统占有重要地位。挤出机、齿轮泵、机头等各个部分相匹配的各工艺参数由微机以极快的速度控制，以充分发挥齿轮泵的独特功能，达到系统的动态平衡。齿轮泵输出量的稳定性与泵速度有直接关系，泵的速度由数字控制器来控制，数字控制器安装在电机、变速机构所组成的驱动系统中，它准确地控制着泵的速度，准确度可达0.1%以上。此外，泵体温度的变化也影响泵的输出量，当泵的温度发生变化时，胶料与塑料的粘度以及塑料比热容也相应地发生变化。例如在加工LDPE温差为16%时，引起挤出率的变化为1%。
当挤出系统中安装了齿轮泵，螺杆挤出机内就不必再有太高的压力了，逆流量和泄流量的减少，螺杆转速的提高，既改善了制品的质量，又节省了能源。例如，将电机功率为65kW，挤出量为150kg/h的直径90mm单螺杆挤出机与齿轮泵连接后进行实验，结果表明，挤出量约增加了30%，总动力消耗约减少了25%。此外，对掺有较高比例回收料的材料也能适应。(允许在排气式挤出机上装有排气孔且一直敞开)。
在沥青保温齿轮泵输送物料过程中不存在物料滑动现象，不论螺杆挤出机内的物料压力如何变化、流量如何波动，齿轮泵始终能供给机头一定的物料，减少机头的波动。无论何种挤出机头，在该处均能保持恒定压力。其压力输出波动仅为士0.1%，从而提高了制品的质量。例如，在PET薄膜生产系统中使用齿轮泵后，改善了薄膜厚度精度，厚度变动从士3%降至士0.5%；在生产壁厚为2mm的医用PVC管时，其厚度公差精度可达士0.37%。
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