本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法及擺線型內(nèi)齒輪泵。
背景技術(shù):
齒輪泵是一種液壓傳動系統(tǒng)中常用的液壓泵,按齒輪嚙合形式可以分為內(nèi)齒輪泵和外齒輪泵兩種。內(nèi)齒輪泵與外齒輪泵相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量輕,尺寸小等優(yōu)點(diǎn);由于齒輪同向旋轉(zhuǎn),相對滑動速度較小,造成的磨損輕微,因此內(nèi)齒輪泵的使用壽命較長;油液在離心力的作用下較為容易充滿齒間槽,因此允許高速旋轉(zhuǎn),效率較高。
內(nèi)齒輪泵,包括配油盤、具有內(nèi)齒輪的外轉(zhuǎn)子,和偏心安置在外轉(zhuǎn)子內(nèi)且具有外齒輪的內(nèi)轉(zhuǎn)子,其中:內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒數(shù)相差一齒。在泵的進(jìn)口處,內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的齒相互分離形成負(fù)壓而吸入液體;在泵的出口處,內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的齒不斷嵌入嚙合而將液體擠壓輸出。內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒間容積變化循環(huán)一次,實(shí)現(xiàn)吸入物料和排出物料各一次。
目前,較為常用的內(nèi)齒輪泵包括漸開線型內(nèi)齒輪泵和擺線型內(nèi)齒輪泵。由于我國漸開線型內(nèi)齒輪泵的設(shè)計(jì)能力和生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)較為成熟,因此,漸開線型內(nèi)齒輪泵的應(yīng)用更加普及。然而,漸開型內(nèi)齒輪泵卻存在流量較小、脈動和噪聲較大等缺陷,相比較而言,擺線型內(nèi)齒輪泵則可以具有較大的流量,并且脈動和噪聲也較小,但是如何提供一種較為完善的擺線型內(nèi)齒輪泵的擺線型線設(shè)計(jì)方法,則一直困擾著本領(lǐng)域技術(shù)人員。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法及擺線型內(nèi)齒輪泵,以提高內(nèi)齒輪泵的流量,降低內(nèi)齒輪泵的脈動和噪聲。
本發(fā)明實(shí)施例提供的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法包括:
根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓的半徑rA、外轉(zhuǎn)子齒頂圓的半徑rB、內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB,以及內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,確定內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε1,對所述內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線進(jìn)行外偏移修正,得到修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
根據(jù)修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線,以及內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓的半徑rAB,確定內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線,所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線為:當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓的圓心沿修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線運(yùn)動時(shí),內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓的內(nèi)包絡(luò)曲線。
具體的,所述內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式eAB=rB-rA-δ確定。
可選的,所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ滿足:0.08mm≤δ≤0.16mm。
具體的,所述內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε1大于內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線的最小曲率半徑。
具體的,所述內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓半徑rAB滿足:rAB>ε1/2。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種較為完善的擺線型內(nèi)齒輪泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法,采用該設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)擺線型內(nèi)齒輪泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線,在設(shè)計(jì)過程中可以有效的調(diào)整內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,使內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏,且提高了內(nèi)齒輪泵的流量,降低了內(nèi)齒輪泵的脈動和噪聲,從而提高了內(nèi)齒輪泵的排油效率和工作性能。
本發(fā)明還提供了一種擺線型內(nèi)齒輪泵,所述擺線型內(nèi)齒輪泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線根據(jù)上述任一技術(shù)方案的設(shè)計(jì)方法確定。該擺線型內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏且流量較大,脈動和噪聲較小,整體工作性能和工作效率較高。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法,包括:
根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓的半徑rA、外轉(zhuǎn)子齒頂圓的半徑rB、偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ和內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,確定輔助動圓的半徑rC;
根據(jù)外轉(zhuǎn)子齒頂圓的半徑rB、輔助動圓的半徑rC,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB,以及偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ,確定外轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
根據(jù)外轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε2,對所述外轉(zhuǎn)子短幅外擺線進(jìn)行外偏移修正,得到修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
根據(jù)修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線,以及外轉(zhuǎn)子齒形圓的半徑rBC,確定外轉(zhuǎn)子的型線,所述外轉(zhuǎn)子的型線為:當(dāng)外轉(zhuǎn)子齒形圓的圓心沿修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線運(yùn)動時(shí),外轉(zhuǎn)子齒形圓的內(nèi)包絡(luò)曲線。
具體的,所述輔助動圓的半徑rC,滿足:rC=rB+eAB+ξ,eAB=rB-rA-δ。
具體的,所述外轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε2大于外轉(zhuǎn)子短幅外擺線的最小曲率半徑。
具體的,外轉(zhuǎn)子齒形圓半徑rBC滿足:rBC>ε2/2。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種較為完善的擺線型內(nèi)齒輪泵的外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法,采用該設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)擺線型內(nèi)齒輪泵的外轉(zhuǎn)子型線,在設(shè)計(jì)過程中可以有效的調(diào)整內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,使內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏,且提高了內(nèi)齒輪泵的流量,降低了內(nèi)齒輪泵的脈動和噪聲,從而提高了內(nèi)齒輪泵的排油效率和工作性能。
本發(fā)明還提供了一種擺線型內(nèi)齒輪泵,所述擺線型內(nèi)齒輪泵的外轉(zhuǎn)子型線根據(jù)上述任一技術(shù)方案的設(shè)計(jì)方法確定。該擺線型內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏且流量較大,脈動和噪聲較小,整體工作性能和工作效率較高。
附圖說明
圖1為一實(shí)施例內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓和外轉(zhuǎn)子齒頂圓示意圖;
圖2為一實(shí)施例內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線示意圖;
圖3為一實(shí)施例修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線和內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線示意圖;
圖4為一實(shí)施例內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線局部放大圖;
圖5為一實(shí)施例修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線和外轉(zhuǎn)子的型線示意圖;
圖6為一實(shí)施例內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線和外轉(zhuǎn)子的型線示意圖。
附圖標(biāo)記:
1-內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓;
2-外轉(zhuǎn)子齒頂圓;
3-內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
4-修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
5-內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓;
6-內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線;
7-輔助動圓;
8-外轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
9-修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線;
10-外轉(zhuǎn)子齒形圓;
11-外轉(zhuǎn)子的型線。
具體實(shí)施方式
為有效的調(diào)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙,減緩齒輪泵內(nèi)部漏油情況,提高工作效率,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法及擺線型內(nèi)齒輪泵。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,以下舉實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1至圖4所示,本發(fā)明一實(shí)施例提供的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法包括:
根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓1的半徑rA、外轉(zhuǎn)子齒頂圓2的半徑rB、內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB,以及內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,確定內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3;
根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε1,對內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3進(jìn)行外偏移修正,得到修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線4;
根據(jù)修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線4,以及內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓5的半徑rAB,確定內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線6,內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線6為:當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓5的圓心沿修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線4運(yùn)動時(shí),內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓5的內(nèi)包絡(luò)曲線。
如圖1至圖4所示,該實(shí)施例中內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓1的半徑rA和外轉(zhuǎn)子齒頂圓2的半徑rB均為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)內(nèi)齒輪泵時(shí)給出,考慮內(nèi)齒輪泵的性能設(shè)定合適的內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ。內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓1作為定圓,外轉(zhuǎn)子齒頂圓2作為動圓,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓1和外轉(zhuǎn)子齒頂圓2按照偏心距eAB設(shè)置后,考慮到內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,外轉(zhuǎn)子齒頂圓2相對于與內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓1同心、半徑為rA+δ的圓做內(nèi)切純滾動,外轉(zhuǎn)子齒頂圓2上一個(gè)固定點(diǎn)的運(yùn)動軌跡即為內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3。其中,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式eAB=rB-rA-δ確定。具體的,內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ滿足:0.08mm≤δ≤0.16mm,設(shè)計(jì)人員可以在上述范圍內(nèi)調(diào)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,以滿足產(chǎn)品需求。
內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3存在尖點(diǎn),為了避免內(nèi)轉(zhuǎn)子齒廓出現(xiàn)奇異點(diǎn),導(dǎo)致內(nèi)、外轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)出現(xiàn)脈動以及造成較為嚴(yán)重的磨損,需要對內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3進(jìn)行外偏移修正,得到修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線4。外偏移修正的過程為:設(shè)定內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε1,內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3上的每個(gè)點(diǎn)向外偏移ε1的距離。其中,內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε1大于內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3的最小曲率半徑,從而可以消除內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線3的尖點(diǎn)。
得到修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線4后,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓5的圓心沿修正后的內(nèi)轉(zhuǎn)子短幅外擺線4運(yùn)動,形成內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓5的內(nèi)包絡(luò)曲線,即為內(nèi)轉(zhuǎn)子的型線6。其中,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形圓5的半徑rAB滿足:rAB>ε1/2。設(shè)計(jì)人員通過調(diào)節(jié)齒形圓的半徑rAB,可以調(diào)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒厚和齒高參數(shù),以滿足產(chǎn)品需求。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種較為完善的擺線型內(nèi)齒輪泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法,采用該設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)擺線型內(nèi)齒輪泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線,在設(shè)計(jì)過程中可以有效的調(diào)整內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,使內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏,且提高了內(nèi)齒輪泵的流量,降低了內(nèi)齒輪泵的脈動和噪聲,從而提高了內(nèi)齒輪泵的排油效率和工作性能。
本發(fā)明還提供了一種擺線型內(nèi)齒輪泵,該擺線型內(nèi)齒輪泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子型線根據(jù)上述任一技術(shù)方案的設(shè)計(jì)方法確定。該擺線型內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏且流量較大,脈動和噪聲較小,整體工作性能和工作效率較高。
本發(fā)明一實(shí)施例提供的外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法包括:
根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓1的半徑rA、外轉(zhuǎn)子齒頂圓2的半徑rB、偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ和內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,確定輔助動圓7的半徑rC;
根據(jù)外轉(zhuǎn)子齒頂圓2的半徑rB、輔助動圓7的半徑rC,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB,以及偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ,確定外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8;
根據(jù)外轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε2,對外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8進(jìn)行外偏移修正,得到修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線9;
根據(jù)修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線9,以及外轉(zhuǎn)子齒形圓10的半徑rBC,確定外轉(zhuǎn)子的型線11,外轉(zhuǎn)子的型線11為:當(dāng)外轉(zhuǎn)子齒形圓10的圓心沿修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線9運(yùn)動時(shí),外轉(zhuǎn)子齒形圓10的內(nèi)包絡(luò)曲線。
如圖5和圖6所示,該實(shí)施例中外轉(zhuǎn)子齒頂圓2的半徑rB、輔助動圓7的半徑rC和內(nèi)轉(zhuǎn)子齒根圓與外轉(zhuǎn)子齒頂圓的偏心距eAB均為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)內(nèi)齒輪泵時(shí)給出的參數(shù),或者根據(jù)給出的參數(shù)計(jì)算得到的,另外,可以通過偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子齒頂圓2和輔助動圓7的偏心距得到調(diào)節(jié)后的偏心距eBC,進(jìn)而對內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙進(jìn)行微調(diào)。具體的,當(dāng)偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ為0時(shí),調(diào)節(jié)后的偏心距eBC=eAB。外轉(zhuǎn)子齒頂圓2作為定圓,輔助動圓7作為動圓,外轉(zhuǎn)子齒頂圓2和輔助動圓7按照調(diào)節(jié)后的偏心距eBC設(shè)置,即外轉(zhuǎn)子齒頂圓2和輔助動圓7內(nèi)切,輔助動圓7相對于外轉(zhuǎn)子齒頂圓2做內(nèi)切純滾動,輔助動圓7上一個(gè)固定點(diǎn)的運(yùn)動軌跡即為外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8。需要指出的是:輔助動圓7的半徑rC根據(jù)下式確定:rC=rB+eAB+ξ,eAB=rB-rA-δ。具體的,內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ滿足:0.08mm≤δ≤0.16mm,設(shè)計(jì)人員可以在上述范圍內(nèi)調(diào)節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,以滿足產(chǎn)品需求,另外,偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ξ直接調(diào)整的是外轉(zhuǎn)子齒頂圓2和輔助動圓7之間的偏心距,但是可以達(dá)到微調(diào)內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙的效果。
外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8存在尖點(diǎn),為了避免外轉(zhuǎn)子齒廓出現(xiàn)奇異點(diǎn),導(dǎo)致內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合時(shí)出現(xiàn)脈動以及造成較為嚴(yán)重的磨損,需要對外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8進(jìn)行外偏移修正,得到修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線9。外偏移修正的過程為:設(shè)定外轉(zhuǎn)子短幅外擺線外偏移修正值ε2,外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8上的每個(gè)點(diǎn)向外偏移ε2的距離。其中,外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8外偏移修正值ε2大于外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8的最小曲率半徑,從而可以消除外轉(zhuǎn)子短幅外擺線8的尖點(diǎn)。
得到修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線9后,外轉(zhuǎn)子齒形圓10的圓心沿修正后的外轉(zhuǎn)子短幅外擺線9運(yùn)動,形成外轉(zhuǎn)子齒形圓10的內(nèi)包絡(luò)曲線,即為外轉(zhuǎn)子的型線11。其中,外轉(zhuǎn)子齒形圓10C半徑rBC滿足:rBC>ε2/2。設(shè)計(jì)人員通過調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子齒形圓10的半徑rBC,可以調(diào)節(jié)外轉(zhuǎn)子的齒厚和齒高參數(shù),以滿足產(chǎn)品需求。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種較為完善的擺線型內(nèi)齒輪泵的外轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)方法,采用該設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)擺線型內(nèi)齒輪泵的外轉(zhuǎn)子型線,在設(shè)計(jì)過程中可以有效的調(diào)整內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒面間隙δ,使內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏,且提高了內(nèi)齒輪泵的流量,降低了內(nèi)齒輪泵的脈動和噪聲,從而提高了內(nèi)齒輪泵的排油效率和工作性能。
本發(fā)明還提供了一種擺線型內(nèi)齒輪泵,該擺線型內(nèi)齒輪泵的外轉(zhuǎn)子型線根據(jù)上述任一技術(shù)方案的設(shè)計(jì)方法確定。該擺線型內(nèi)齒輪泵不易出現(xiàn)泄漏且流量較大,脈動和噪聲較小,整體工作性能和工作效率較高。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。