專利名稱：一種大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種齒形經(jīng)過修正的大螺旋角斜齒齒輪泵的流體輸送裝置，是液壓、潤滑等流體管路系統(tǒng)中實現(xiàn)電能與流體動能轉化的一種泵送設備，具體說是特別涉及一種適用于機械系統(tǒng)油路以及高粘度流體輸送的大排量齒輪泵。
背景技術：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對能源的需求逐年擴大，近年，一大批核電、火電、風電項目不斷得到建設。在這個過程中，高性能大型裝備的自主化正成為我國掌握高端核心技術的著力點。液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)是機械裝置的重要組成部分，其性能的高低對整個系統(tǒng)運行的可靠性和耐久性起著至關重要的作用。在很多關鍵設備中，齒輪泵噪聲值和排量的高低已成為重要的考核指標。目前，在油路系統(tǒng)中，動力源以齒輪泵為主，而齒輪泵又以直齒齒輪泵和小螺旋角斜齒齒輪泵為主。大排量長齒寬直齒齒輪泵，先天存在著噪聲值大、脈動大、困油現(xiàn)象不易控制等缺陷，小螺旋角斜齒齒輪泵又不能有效解決上述問題，而市場上存在的一些大螺旋角斜齒齒輪泵，容積效率普遍較低，且多僅限應用于低壓、高粘度流體輸送系統(tǒng)中。這些因素均已成為齒輪泵應用于高端機械裝備的限制。因此，開發(fā)一種低噪聲、高性能的齒輪泵已成為一項很迫切的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了解決上述現(xiàn)有技術中所存在的不足之處而提供一種適用于機械系統(tǒng)油路以及高粘度流體輸送的大排量齒輪泵一大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵。本發(fā)明的目的可通過以下技術措施來實現(xiàn):
本發(fā)明的大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵包括通過徑向推力滑動軸承安裝在泵體內(nèi)的主動斜齒輪和從動斜齒輪、設置在泵體吸油腔一側的吸油管，所述吸油管的另一端與可調(diào)式升降底閥相連接，所述的主動斜齒輪、從動斜齒輪為齒輪副軸向重合度大于1.5的大螺旋角漸開線圓柱斜齒輪；其中，齒輪副單齒對齒向嚙合線長度小于齒寬，使多齒在齒寬方向形成嚙合，且多段嚙合線與齒形經(jīng)過修正形成的齒頂齒根小頂隙，共同組合成吸油腔和排油腔在齒寬方向上的分離線；其中，所述頂隙在0.1OMrT0.20Mn范圍內(nèi)取值，齒形修正量可根據(jù)所設計齒輪副的干涉量確定；通過齒輪副的轉動和分離線的移動，齒輪泵完成吸排油工作，所述可調(diào)式升降底閥可根據(jù)齒輪副吸油能力調(diào)節(jié)進油閥值，配合齒輪副完成吸油過程。本發(fā)明中所述的可調(diào)式升降底閥包括閥體、固定安裝在閥體頂部的與吸油管相連接的管接頭、通過內(nèi)外螺紋旋裝在閥體底部的調(diào)整底筒、安裝在閥體內(nèi)的閥芯，所述閥芯的上端穿裝在通過支撐板安裝在閥體內(nèi)的滑套內(nèi)，所述閥芯的下端通過連接件與位于調(diào)整底筒上方的密封墊相結合，在滑套與調(diào)整底筒之間的閥芯桿段上套裝有彈簧。
本發(fā)明中的主動斜齒輪和從動斜齒輪均采用了大齒高設計(齒頂高在1.0MrTl.2Mn之間)，并針對齒形進行了干涉判斷與消除修正，這種設計即滿足了齒頂齒根之間小頂隙的要求，又避免了干涉現(xiàn)象。本發(fā)明的有益效果如下:
由于大螺旋角斜齒輪本身的嚙合特性，本發(fā)明的齒輪泵具有噪聲低、流量脈動小、困油現(xiàn)象輕等特點，特別適用于有大排量低噪聲需求的場合，可廣泛為大型高端設備中的液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)提供大排量高性能的流體動力裝置。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖(立體圖)。圖2是圖1中可調(diào)式升降底閥剖面圖。圖1、圖2中序號:1是如端蓋、2是泵體、3是從動斜齒輪、4是主動斜齒輪、5是后端蓋、6是徑向推力滑動軸承、7是密封壓蓋、8是吸油管、9是可調(diào)式升降底閥、10是滑套、11是閥芯、12是彈簧、13是密封墊、14是支撐板、15是閥體、16是調(diào)整底筒。圖3、圖4是本發(fā)明齒輪泵吸油腔、壓油腔分離線組成及平移過程的平面圖。圖3、圖4中序號:17是大螺旋角小頂隙斜齒齒輪泵吸油腔和排油腔的分離線、18是單對齒嚙合組成分離線的嚙合線線段、19是分離線的小頂隙段，圖中的波浪形分離線是由多個嚙合線線段和小頂隙段組成的。圖3和圖4為齒輪副在兩個不同嚙合角時分離線所處的位置。圖5、圖6是普通斜齒齒輪泵分離線的形成及平移過程的平面圖。圖5、6中序號:20是普通小螺旋角斜齒齒輪泵吸油腔和壓油腔的分離線，由單一的嚙合線構成。圖5和和圖6為齒輪副在兩個不同嚙合角時分離線所處的位置。圖7是本發(fā)明中修正齒形與標準齒形對比的平面圖。圖7中序號:21是標準齒形，22是修正齒形。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結合實例(附圖)做進一步描述:
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的齒輪泵包括通過徑向推力滑動軸承6安裝在泵體2內(nèi)的主動斜齒輪4和從動斜齒輪3，設置在泵體吸油腔一側的吸油管8，所述吸油管的另一端與可調(diào)式升降底閥9相連接，所述的主動斜齒輪4、從動斜齒輪3為齒輪副軸向重合度大于1.5的大螺旋角漸開線圓柱斜齒輪；其中，齒輪副單齒對齒向嚙合線長度小于齒寬，使多齒在齒寬方向形成嚙合，且多個嚙合線線段18與齒形經(jīng)過修正形成的齒頂齒根小頂隙19(齒頂頂隙在0.1OMrT0.20Mn范圍內(nèi)取值，齒形修正量可根據(jù)所設計齒輪副的干涉量確定)，共同組合成吸油腔和排油腔在齒寬方向上的分離線17，通過齒輪副的轉動和分離線17的移動，齒輪泵完成吸排油工作，所述可調(diào)式升降底閥9可根據(jù)齒輪副吸油能力調(diào)節(jié)進油閥值，配合齒輪副完成吸油過程。更具體的說:前端蓋1、后端蓋5安裝于泵體2的兩端，和泵體2以及密封壓蓋7共同形成一個密封的腔室；四個徑向推力滑動軸承6通過座孔安裝于泵體2上，對主動斜齒輪4和從動斜齒輪3起支撐作用；帶有可調(diào)式升降底閥9的吸油管8則與泵體2吸油腔側的法蘭相連，共同完成吸油。本發(fā)明中所述的可調(diào)式升降底閥9包括閥體15、固定安裝在閥體頂部的與吸油管相連接的管接頭、通過內(nèi)外螺紋旋裝在閥體底部的調(diào)整底筒16、安裝在閥體內(nèi)的閥芯11，所述閥芯的上端穿裝在通過支撐板14安裝在閥體內(nèi)的滑套10內(nèi)，所述閥芯11的下端通過連接件與位于調(diào)整底筒上方的密封墊13相結合，在滑套10與調(diào)整底筒16之間的閥芯11桿段上套裝有彈簧12。本發(fā)明的具體工作過程:
電動機帶動主動斜齒輪4轉動時，主動斜齒輪4和從動斜齒輪3的多個齒對嚙合，形成多段嚙合線18。多個分段的嚙合線18和齒形經(jīng)過修正形成的齒頂齒根小頂隙19共同組成吸油腔和排油腔在齒寬方向上的分離線17，如圖3、4中所示的波浪形折線。隨著主動斜齒輪4和從動斜齒輪3的進一步轉動，分離線17逐漸從齒輪的一端向另一端移動，并有向泵體2內(nèi)排油腔方向移動的趨勢，在這個過程中，分離線17排油腔側齒槽內(nèi)的液體逐步被參與嚙合的輪齒實體擠出，排出排油腔；分離線17吸油腔側齒槽內(nèi)則隨著參與嚙合輪齒實體的逐步退出，形成真空，促使泵體2內(nèi)吸油腔和吸油管8內(nèi)的壓強降低，這會使可調(diào)式升降底閥9的兩側形成一定·的壓力差，當壓力差達到設定閥值時，可調(diào)式升降底閥9打開，油液進入吸油管8和吸油腔，填補因輪齒嚙合形成的真空。這樣，隨著齒輪副的轉動，齒槽內(nèi)的油液在多個嚙合的線段內(nèi)從先參與嚙合的齒端向另一端逐漸被擠出，排出排油腔。大螺旋角斜齒齒輪副輪齒嚙合是小周期、多齒對重復性運動，同時嚙合的輪齒與重合度有關，因此，能夠保證大螺旋角斜齒齒輪泵工作的連續(xù)性。當齒輪泵停止工作時，可調(diào)式升降底閥9在吸油管8內(nèi)油液重力和彈簧12彈力的共同作用下關閉，油液被封存在吸油管8和吸油腔內(nèi)，從而保證齒輪泵再次工作時，可直接重復前面的工作過程?？烧{(diào)式升降底閥9的閥體15和調(diào)整底筒16螺紋副旋合長度的改變，可調(diào)整彈簧12的壓縮長度，進而可根據(jù)齒輪泵吸油能力設定吸油的壓力閥值。本發(fā)明中所述的主動斜齒輪4、從動斜齒輪3均為大螺旋角設計，螺旋角可在一個較寬的范圍內(nèi)選擇。本發(fā)明中的齒輪泵吸排油過程，依靠的是大螺旋角齒輪副多對輪齒同時嚙合形成的嚙合線18與小頂隙19組成的波浪型分離線17工作的，如圖3、4所示，而普通斜齒齒輪泵依靠的是單齒對嚙合形成的直線型分離線20工作的，如圖5、6所示。因此，困油現(xiàn)象和流量脈動較直齒齒輪泵影響較小，與普通斜齒齒輪泵相比，本發(fā)明大螺旋角小頂隙齒輪泵螺旋角的選擇也不再受端面嚙合線長度的限制。主動斜齒輪和從動斜齒輪的齒廓均經(jīng)過修正。漸開線型齒輪副嚙合，必定存在齒頂間隙。在本發(fā)明中，為了形成吸油腔和壓油腔的有效分離線，主動斜齒輪4和從動斜齒輪3均采用了大齒高(齒頂高在1.0MrTl.2 Mn之間)、小頂隙設計(齒頂頂隙在0.ΙΟΜιΓΟ.20Mn之間)，以盡量減小齒頂齒根之間的間隙，從而利用小頂隙組成波浪形分離線的部分封油線段。但輪齒齒廓大齒高設計，可能會產(chǎn)生齒輪副齒頂齒根嚙合干涉現(xiàn)象。為了解決該問題，在本發(fā)明中，通過干涉判斷與計算，針對齒廓端部未有效參與嚙合部分漸開線，進行了干涉削除修正。標準齒形21與本發(fā)明中大齒高修正齒形22的對比，如圖7所示。由于本發(fā)明齒輪泵輪齒嚙合存在著齒頂齒根小頂隙，初始吸油能力受到限制。帶有可調(diào)式升降底閥9的吸油管8設計，可有效避免非工作狀態(tài)下油液的回流，從而提高齒輪泵的初始吸油能力。
權利要求
1.一種大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵，其特征在于:它包括通過徑向推力滑動軸承安裝在泵體內(nèi)的主動斜齒輪和從動斜齒輪、設置在泵體吸油腔一側的吸油管，所述吸油管的另一端與可調(diào)式升降底閥相連接，所述的主動斜齒輪、從動斜齒輪為齒輪副軸向重合度大于1.5的大螺旋角漸開線圓柱斜齒輪；其中，齒輪副單齒對齒向嚙合線長度小于齒寬，使多齒在齒寬方向形成嚙合，且多段嚙合線與齒形經(jīng)過修正形成的齒頂齒根小頂隙，共同組合成吸油腔和排油腔在齒寬方向上的分離線；其中，所述頂隙在0.1OMrT0.20Mn范圍內(nèi)取值。
2.根據(jù)權利要求1所述的大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵，其特征在于:所述的可調(diào)式升降底閥包括閥體、固定安裝在閥體頂部的與吸油管相連接的管接頭、通過內(nèi)外螺紋旋裝在閥體底部的調(diào)整底筒、安裝在閥體內(nèi)的閥芯，所述閥芯的上端穿裝在通過支撐板安裝在閥體內(nèi)的滑套內(nèi)，所述閥芯的下端通過連接件與位于調(diào)整底筒上方的密封墊相結合，在滑套與調(diào)整底筒之間的閥芯桿段上套裝有彈簧。
3.根據(jù)權利要求1所述的大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵，其特征在于:主動斜齒輪和從動斜齒輪均采用了齒頂高在1.0MrTl.2 Mn之間的大齒高設計。
全文摘要
一種大螺旋角小頂隙高參數(shù)斜齒齒輪泵，其特征在于它包括通過徑向推力滑動軸承安裝在泵體內(nèi)的主動斜齒輪和從動斜齒輪、設置在泵體吸油腔一側的吸油管，所述吸油管的另一端與可調(diào)式升降底閥相連接，所述的主動斜齒輪、從動斜齒輪為齒輪副軸向重合度大于1.5的大螺旋角漸開線圓柱斜齒輪；其中，齒輪副單齒對齒向嚙合線長度小于齒寬，使多齒在齒寬方向形成嚙合，且多段嚙合線與齒形經(jīng)過修正形成的齒頂齒根小頂隙，共同組合成吸油腔和排油腔在齒寬方向上的分離線；其中，所述頂隙在0.10Mn~0.20Mn范圍內(nèi)取值，齒形修正量根據(jù)所設計齒輪副的干涉量確定。
文檔編號F04C15/00GK103114991SQ20131008132
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權日2013年3月14日
發(fā)明者李紀強, 劉忠明, 張志宏, 王振, 張立勇, 王征兵 申請人:鄭州機械研究所