[發明專利]一種橢圓非圓齒輪驅動的六葉片差速泵

有效

• 申請號: 201410039514.8
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103742404A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 陳建能;蔣程強;徐高歡
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F04C2/077
• 分類號: F04C2/077
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于容積泵技術領域，涉及葉片差速泵，具體涉及一種橢圓非圓齒輪驅動的六葉片差速泵。

背景技術

通用機械常用的液泵有活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、滾子泵和離心泵，其中：活（柱）塞泵具有較高的出口壓力，但要求活塞與缸筒之間的密封可靠，且壓力波動大；隔膜泵在多缸時能產生一個較平穩的液流，但是結構復雜；滾子泵的排量在轉速穩定時是均勻的，隨著壓力的提高，泄漏量增加，泵的排液量及效率相應減小；離心泵結構簡單，容易制造，但是它的排量大，壓力低，用于工作壓力要求不高的場合。這些泵存在各自的缺陷，還不能很好地滿足部分特種機械要求的恒定流量、高壓力的需求。

現有的差速泵根據驅動機構的不同主要有以下幾種：

轉動導桿—齒輪式葉片差速泵，其驅動系統承受交變載荷，產生齒輪嚙合噪聲，且各運動副間隙較大時也會引起沖擊噪聲。

萬向節齒輪機構驅動葉片差速泵，其萬向節機構的輸入軸與輸出軸的夾角是影響泵的性能的一個關鍵參數。該角越大，泵的排量也越大，但是，隨著該角的增大，泵的流量脈動加劇和萬向節的傳動效率降低。

變形偏心圓非圓齒輪驅動葉片差速泵，其偏心圓非圓齒輪節曲線調整參數主要是偏心率和變形系數，調整量有限，調整精度不高，造成傳動比優化、調整不方便，設計不靈活，不利于進一步優化設計，很難優化壓力脈動、困液等問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種橢圓非圓齒輪驅動的六葉片差速泵，該葉片差速泵排量大、壓力高、流量穩定、結構緊湊；橢圓非圓齒輪節曲線有六個調整參數，其驅動機構的不等速規律容易調整，方便性能優化；通過在葉片內安裝單向泄壓閥，壓力超限時打通鄰近封閉腔，有效解決現有差速泵困液問題。

本發明包括驅動部件和差速泵部件。

所述的驅動部件包括驅動齒輪箱、輸入軸、輸出軸、第一橢圓非圓齒輪、第二橢圓非圓齒輪、第一共軛橢圓非圓齒輪、第二共軛橢圓非圓齒輪和軸套。電機通過聯軸器與輸入軸連接，輸入軸通過兩個軸承支撐在驅動齒輪箱的兩側壁；所述的第一橢圓非圓齒輪和第二橢圓非圓齒輪均固定安裝在輸入軸上；輸出軸的兩端分別通過軸承支撐在驅動齒輪箱和泵殼的箱壁上，第一共軛橢圓非圓齒輪安裝在輸出軸上，并與第一橢圓非圓齒輪嚙合；第二共軛橢圓非圓齒輪和第二葉輪都固結在軸套上，軸套活套在輸出軸上，第二共軛橢圓非圓齒輪與第二橢圓非圓齒輪嚙合。

所述的差速泵部件包括泵殼、第一葉輪、第二葉輪和單向泄壓閥。所述的泵殼沿圓周方向依次開設有第一排液口、第一吸液口、第二排液口、第二吸液口、第三排液口和第三吸液口；第一排液口、第二排液口和第三排液口沿圓周均布，第一吸液口、第二吸液口和第三吸液口沿圓周均布；第一葉輪固定在輸出軸上；所述的第一葉輪和第二葉輪沿圓周方向均布有三片葉片，每片葉片的外弧面與泵殼的內壁貼合；沿圓周方向，第一葉輪的葉片與第二葉輪的葉片相間設置；所有葉片內部均安裝一個單向泄壓閥，單向泄壓閥方向與葉輪轉動方向一致。

所述的第一橢圓非圓齒輪和第二橢圓非圓齒輪的參數和結構完全一致，第一共軛橢圓非圓齒輪和第二共軛橢圓非圓齒輪的參數和結構完全一致，第一橢圓非圓齒輪、第二橢圓非圓齒輪、第一共軛橢圓非圓齒輪和第二共軛橢圓非圓齒輪均為三階非圓齒輪；第一橢圓非圓齒輪與第二橢圓非圓齒輪的初始安裝相位差、第一共軛橢圓非圓齒輪與第二共軛橢圓非圓齒輪的初始安裝相位差均為60°。

第一橢圓非圓齒輪的節曲線表達式為：

其中，n₁為第一橢圓非圓齒輪的階數，取值為3；A為橢圓的長軸半徑，k₁為橢圓的偏心率，為第一橢圓非圓齒輪的轉角，為第一橢圓非圓齒輪對應轉角的向徑。

第一橢圓非圓齒輪和第一共軛橢圓非圓齒輪均為三階非圓齒輪，根據非圓齒輪嚙合原理，第一橢圓非圓齒輪旋轉360°時，第一共軛橢圓非圓齒輪也旋轉360°，可得計算中心距a的迭代式：

取中心距初值a₀采用進退法搜索算出中心距a的精確值。

第一橢圓非圓齒輪與第一共軛橢圓非圓齒輪的傳動比為：

其中，n₂為第一共軛橢圓非圓齒輪及第二共軛橢圓非圓齒輪的階數，取值為3；

第二橢圓非圓齒輪與第二共軛橢圓非圓齒輪的傳動比為：

其中，θ為第一橢圓非圓齒輪與第二橢圓非圓齒輪的相位差，取值為60°。