專利名稱：變量齒輪泵的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于液壓領域，涉及齒輪泵，特別是變量齒輪泵(馬達)。
本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的變量齒輪泵，它包括泵體、主動齒輪軸、變量機構、密封系統(tǒng)，其特征是泵體由居中的主泵體6和左邊的前副泵體4、右邊的后副泵體9以及前軸承座3、后軸承座10組成，主泵體6的內腔是由兩個圓柱形內孔平等相交形成，相交的公共部分為嚙合區(qū)，兩個圓柱孔分別為主動齒輪工作腔和從動齒輪工作腔，在嚙合區(qū)的兩邊分別設有吸油腔和壓油腔；液壓缸腔與從動齒輪工作腔同軸，其內徑與從動齒輪工作腔相同，變量機構工作腔由液壓缸腔和從動齒輪工作腔組成；泵體的兩邊分別設有前軸承座3和后軸承座10，前軸承座3和后軸承座10上分別設有孔a和孔b，孔a和孔b分別與左邊液壓缸腔和右邊液壓缸腔相通；主動齒輪軸主要由主動軸1和主動齒輪5配合組成，位于泵體內的主動齒輪軸工作腔中，并由前、后兩個軸承2分別支承在前軸承座3和后軸承座10上；變量機構主要由從動軸11、從動齒輪14、襯套13、軸承16、活塞17、月牙套12、活塞支架8組成，變量機構位于泵體內的變量機構工作腔中，變量機構由月牙套12和活塞17支承在泵體上，從動齒輪14與主動齒輪5相嚙合并可以左右軸向移動；密封系統(tǒng)主要由軸向移位內齒套7、軸向定位內齒套15組成，軸向移位內齒套7位于主動齒輪5的右邊，齒廓和外徑都與主動齒輪5相同；軸向定位內齒套15套在從動齒輪14上，齒廓與從動齒輪14相同，外徑大于從動齒輪14。
所述的軸向移位內齒套7每個內齒上都有一個與左右兩端相通的孔g。
所述的軸向定位內齒套15每個內齒上都有一個與左右兩端相通的孔c。
本實用新型在一個由主泵體和前、后兩個副泵體，以及前、后兩個軸承座五部分組成的泵體內，將齒輪泵的從動軸、從動齒輪、軸承、襯套和月牙套、活塞、活寒支架等部件組成的變量機構，安裝在變量機構工作腔內，該機構在工作內可作軸向移動。由于變量機構的軸向移動，就使從動齒輪相對于主動齒輪的軸向位置發(fā)生變化，又因主動齒輪的軸向位置固定，所以主動齒輪和從動齒輪各有一部分必將退出嚙合。這樣，就改變了主、從動齒輪的嚙合長度，從而也就改變了齒輪泵的排量。
主動齒輪和從動齒輪都有一部分退出了嚙合。對于這部分齒輪的密封，特別是四個端面的密封，就變得比較復雜。在主動齒輪退出嚙合的部位，安裝了一個齒廓和外徑都與主動齒輪完全相同的軸向移位內齒套，內、外輪齒結合的部位，就形成了一個組合圓柱體。因為該內齒套與主動齒輪是可以軸向移位的，所以這個組合圓柱體可以在主動齒輪上任意移位；在從動齒輪退出嚙合的部位，也安裝了一個齒廓與從動齒輪完全相同，外徑大于從動齒輪的軸向定位內齒套，其外圈安置在變量機構工作腔內的環(huán)形槽中，軸向位置固定。同樣，內、外輪齒結合的部位，也形成了一個組合圓柱體。因為從動齒輪與該內齒套也可以軸向移位，所以這個組合圓柱體也可以在從動齒輪上任意移位。通過這兩個組合圓柱體與其他部件各相應工作面的配合，以完成對全泵的密封。(本文中所謂的密封是指泵的內密封，下文同。)這里有必要指出在本實用新型技術設計中，變量機構是基礎，內齒套是關鍵。能否保證變量齒輪泵內有良好的密封性能是成敗的首要問題。以往許多關于變量齒輪泵的設計方案不能成功實施，基本上與密封性能設計失敗有關。
泵體是由居中的主泵體6和左邊的前副泵體4、右邊的后副泵體9以及前軸承座3、后軸承座10五部分組成。主泵體6的內腔是由兩個圓柱形內孔平等相交形成，相交的公共部分為嚙合區(qū)，兩個圓柱孔分別為主動齒輪工作腔和從動齒輪工作腔，在嚙合區(qū)的兩邊分別設有吸油腔和壓油腔，在前副泵體4和后副泵體9上，分別各有兩個工作圓孔。與主動齒輪工作腔同軸的是主軸孔，它們和主動齒輪工作腔組成了主動齒輪軸工作腔；與從動齒輪工作腔同軸的是液壓缸，內徑與從動齒輪工作腔相同，它們和從動齒輪工作腔組成了變量機構工作腔。另外，在前副泵體4右端面上液壓缸口，有一個內徑大于液壓缸并與之同軸的階梯孔，此孔在前副泵體4與主泵體6組合后就成了變量機構工作腔中的環(huán)形槽。在泵體的兩邊配置了前軸承座3和后軸承座10。這兩個軸承座既是主軸軸承的支承體，同時又是兩個液壓缸的缸蓋。
主動齒輪軸主要由主動軸1和主動齒輪5配合組成，通過前、后兩個軸承2支承，安裝在泵體內的主動齒輪軸工作腔中。并通過鎖緊螺母調整，使主動齒輪5左端面與前副泵體4的平面貼緊，以防泄漏。
變量機構主要由從動軸11、從動齒輪14、襯套13、軸承16、活塞17、月牙套12、活塞支架8等部件組成。通過月牙套12和活塞17支承，安裝在泵體內的變量機構工作腔中，并可以左右軸向移動。當壓力油從b孔開始進入右邊液壓缸內形成軸向推力的同時，左邊液壓缸便從a孔開始排油。此時變量機構將逐步從右向左移動，從動齒輪14也隨之向左移動。由于主動齒輪5的軸向位置不能改變，因此，主動齒輪5的右邊和從動齒輪14的左邊，各有部分齒輪開始逐步退出嚙合。這樣一來，主、從動齒輪的嚙合線也就逐漸由大變小。反之，則逐漸由小變大。這里不難看出，嚙合線的變化必然帶來排量的變化。當變量機構移動到左邊液壓缸的極限位置時，主、從動齒輪仍然有一段輪齒保持嚙合狀態(tài)，其目的主要是保證齒輪有足夠的強度而免遭損壞。(液壓缸的進、排油操縱系統(tǒng)是已知技術本文不予詳敘)。
密封系統(tǒng)主要由兩個內齒套組成一個是安裝在主動齒輪5的右邊，齒廓和外徑都與主動齒輪5完全相同的軸向移位內齒套7。它在裝配時，其內齒預先就有一段伸入主動齒輪5的齒槽中，使之能與主動齒輪5同步旋轉，也可在主動齒輪5的齒槽內左右軸向移動；另一個是套在從動齒輪14上，齒廓與從動齒輪14相同，而外徑大于從動齒輪14的軸向定位內齒套15。它的外圈安置在變量機構工作腔內的環(huán)形槽中，軸向位置固定。它的內齒嵌在從動齒輪14的齒槽中，從動齒輪14能帶動它同步旋轉，也可在其中作軸向移動。
現(xiàn)有齒輪泵的密封基本上可分為三個部分一部分為線密封，就是指嚙合線密封；另一部分為曲面密封，是指各齒輪外圓與相應工作腔內壁配合的密封；還一部分為平面密封，是指各齒輪相應的端面與泵蓋平面配合的密封。變量齒輪泵和現(xiàn)有齒輪泵的線密封和曲面密封都基本相同，但是，平面密封就不一樣了。因為從動齒輪14的軸向移動，已經使主動齒輪5和從動齒輪14相應的端面發(fā)生錯位，不可能在同一個平面了，也就是說原來平面密封的條件已經沒有了。因此，本變量齒輪泵便采用了兩個內齒套來對齒輪的端面進行密封。具體情況介紹如下在主動齒輪5右邊，軸向移位內齒套7上的內齒伸入到主動齒輪5的齒槽中，將退出嚙合的齒槽填實。由于它們的齒廊和外徑都完全相同，所以，內、外輪齒結合的部位實際上已經成為一個組合的圓柱體，這樣齒槽已被內齒密封。至于該組合圓柱體的外圓與主動齒輪軸工作腔內壁的配合、以及與月牙套12月牙弧的配合屬于曲面密封。由于軸向移位內齒套7的左端和月牙套12的左端面設計上就要求在同一平面，因此，該平面與從動齒輪14右端面就構成了平面密封。這就是齒輪右邊端面的密封狀況。
同樣，軸向定位內齒套15與從動齒輪14內、外輪齒結合的部位也成了一個組合圓柱體。從動齒輪14的齒槽也被內齒密封。該組合圓柱體外圓與環(huán)形槽內壁的曲面密封，兩端面與兩槽面的平面密封，這就解決了從動齒輪14左端面的密封。由于軸向定位內齒套15的右端面和前副泵體4的右平面設計上就要求在同一平面，因此，該平面與主動齒輪5左端面就構成了平面密封。這就是齒輪左邊端面的密封狀況。
再加上主動齒輪5和從動齒輪14的外圓與相應工作腔內壁的曲面密封以及嚙合線密封。這樣就完成了本變量齒輪泵所有的密封。
由于軸向定位內齒套15的內齒嵌入從動齒輪14的齒槽中，將同一齒槽分為左右兩段。當該齒槽旋轉到封閉位置時，內齒左右兩邊都形成了單獨的封閉空間。如果此時從動齒輪14作軸向移動，不管方向如何，齒槽內總有一邊因困油產生高壓，而另一邊則成真空，這就造成了一種軸向困油現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在主動齒輪5和軸向移位內齒套7上也同樣存在。因為軸向困油會嚴重地阻礙變量機構的工作甚至失效。為了消除軸向困油現(xiàn)象，所以本實用新型采用如下兩項措施1、在軸向定位內齒套15的每個內齒上，都有一個與左右兩端相通的孔c。當從動齒輪14作軸向移動時，高壓齒槽內的油就會經此孔流向真空齒槽一邊。
2、在軸向移位內齒套7的每個內齒上，都有一個與左右兩端相通的孔g，當軸向移位內齒套7軸向移動時，主動齒輪5封閉齒槽中的油就會經此孔流向右邊，再經活塞支架8上的卸荷槽j排出。反之，經此路線進油。
在軸向移位內齒套7右端面上，與每個內齒對應的地方都有一個獨立孔h，其面積與一個內齒相同，并與一個孔g相通。當某一內齒進入壓油腔時，該內齒將受到一股軸向壓力。此時，壓油腔里的高壓油就會通過孔g進入右端面上獨立孔h內，因軸向移位內齒套7的右端面與活塞支架8的左平面緊貼，所以，獨立孔h內就產生一股與前壓力大小相等、方向相反的軸向壓力將前壓力抵消。當該內齒進入吸油腔時，前壓力解除，獨立孔h內的壓力也同時解除。
在軸向定位內齒套15上，每個內齒的右面都有一道弧形槽d，是用來防止嚙合困油的卸荷槽。
孔e是進油孔，孔f是出油孔。
孔m、孔n者是低壓油孔。
權利要求1.變量齒輪泵，它包括泵體、主動齒輪軸、變量機構、密封系統(tǒng)，其特征是泵體由居中的主泵體(6)和左邊的前副泵體(4)、右邊的后副泵體(9)以及前軸承座(3)、后軸承座(10)組成，主泵體(6)的內腔是由兩個圓柱形內孔平等相交形成，相交的公共部分為嚙合區(qū)，兩個圓柱孔分別為主動齒輪工作腔和從動齒輪工作腔，在嚙合區(qū)的兩邊分別設有吸油腔和壓油腔；液壓缸腔與從動齒輪工作腔同軸，其內徑與從動齒輪工作腔相同，變量機構工作腔由液壓缸腔和從動齒輪工作腔組成；泵體的兩邊分別設有前軸承座(3)和后軸承座(10)，前軸承座(3)和后軸承座(10)上分別設有孔(a)和孔(b)，孔(a)和孔(b)分別與左邊液壓缸腔和右邊液壓缸腔相通；主動齒輪軸主要由主動軸(1)和主動齒輪(5)配合組成，位于泵體內的主動齒輪軸工作腔中，并由前、后兩個軸承(2)分別支承在前軸承座(3)和后軸承座(10)上；變量機構主要由從動軸(11)、從動齒輪(14)、襯套(13)、軸承(16)、活塞(17)、月牙套(12)、活塞支架(8)組成，變量機構位于泵體內的變量機構工作腔中，變量機構由月牙套(12)和活塞(17)支承在泵體上，從動齒輪(14)與主動齒輪(5)相嚙合并可以左右軸向移動；密封系統(tǒng)主要由軸向移位內齒套(7)、軸向定位內齒套(15)組成，軸向移位內齒套(7)位于主動齒輪(5)的右邊，齒廓和外徑都與主動齒輪(5)相同；軸向定位內齒套(15)套在從動齒輪(14)上，齒廓與從動齒輪(14)相同，外徑大于從動齒輪(14)。
2.根據權利要求1所述的變量齒輪泵，其特征是軸向移位內齒套(7)每個內齒上都有一個與左右兩端相通的孔(g)。
3.根據權利要求1所述的變量齒輪泵，其特征是軸向定位內齒套(15)每個內齒上都有一個與左右兩端相通的孔(c)。
專利摘要本實用新型屬于液壓領域中的齒輪泵，特別是變量齒輪泵。主要特征在于將從動齒輪及軸和月牙套、活塞、活塞支架等組成的變量機構，可在泵體內的工作腔中作軸向移動。從而使從動齒輪相對于主動齒輪的軸向位置發(fā)生變化。因主動齒輪的軸向位置不變，所以，主、從動齒輪各有一部分將退出嚙合。這樣，就使主、從動齒輪的嚙合長度發(fā)生變化，由此排量也就隨之改變。特別是在主動齒輪退出嚙合的部位，安裝了一個齒廓和外徑都與主動齒輪相同的軸向移位內齒套；在從動齒輪退出嚙合的部位也安裝了一個齒廓與從動齒輪相同，外徑大于從動齒輪，外圈安置在工作腔內的環(huán)形槽中，軸向位置不變的軸向定位內齒套。以此來保證變量齒輪泵的密封性能。
文檔編號F04C2/14GK2547911SQ02228878
公開日2003年4月30日 申請日期2002年4月1日 優(yōu)先權日2002年4月1日
發(fā)明者楊立忠 申請人:楊立忠