[發明專利]一種正弦非圓齒輪驅動的四葉片差速泵

有效

• 申請號: 201410039546.8
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103758748A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 陳建能;章鵬華;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，具體涉及一種正弦非圓齒輪驅動的四葉片差速泵。

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，提供一種正弦非圓齒輪驅動的四葉片差速泵，該葉片差速泵排量大、壓力高、流量穩定、結構緊湊；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、第一正弦非圓齒輪、第二正弦非圓齒輪、第一共軛正弦非圓齒輪、第二共軛正弦非圓齒輪和軸套。電機驅動輸入軸轉動，輸入軸通過兩個軸承支撐在驅動齒輪箱的兩側壁；所述的第一正弦非圓齒輪和第二正弦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，第一共軛正弦非圓齒輪固定安裝在輸出軸上，并與第一正弦非圓齒輪嚙合；第二共軛正弦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；第二共軛正弦非圓齒輪與第二正弦非圓齒輪嚙合；

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、第二排液口和第二吸液口；第一葉輪固定在輸出軸上；所述的第一葉輪和第二葉輪均對稱設置有兩片葉片；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。

根據泵的結構，給定第一正弦非圓齒輪與第一共軛正弦非圓齒輪的中心距初值a₀，再根據節曲線封閉條件和嚙合條件，采用進退法搜索獲得中心距a的精確值。具體計算如下：

根據正弦齒輪副的關系，第一正弦非圓齒輪的轉角與第一共軛正弦非圓齒輪的轉角₁滿足關系式：

其中，參數n₁為第一正弦非圓齒輪的階數，取值為2；n₂為第一共軛正弦非圓齒輪的階數，取值為2。

x₁和y₁滿足關系式：

其中，A為正弦曲線的幅值，取值范圍為0.001～0.01；參數正弦曲線周期l=2πn12+n22n1n1;]]>

第一正弦非圓齒輪的節曲線表達式為：

根據非圓齒輪嚙合原理，第一正弦非圓齒輪旋轉360°時，第一共軛正弦非圓齒輪的角位移：