[發(fā)明專利]一種巴斯噶非圓齒輪驅(qū)動的四葉片差速泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410039965.1
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103758754A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐高歡;陳建能
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江水利水電學(xué)院
• 主分類號: F04C2/077
• 分類號: F04C2/077
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于容積泵技術(shù)領(lǐng)域，涉及葉片差速泵，具體涉及一種巴斯噶非圓齒輪驅(qū)動的四葉片差速泵。

背景技術(shù)

通用機(jī)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(chǎn)生一個較平穩(wěn)的液流，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜；滾子泵的排量在轉(zhuǎn)速穩(wěn)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(yīng)減小；離心泵結(jié)構(gòu)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(jī)械要求的恒定流量、高壓力的需求。

現(xiàn)有的差速泵根據(jù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的不同主要有以下幾種：

轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿—齒輪式葉片差速泵，其驅(qū)動系統(tǒng)承受交變載荷，產(chǎn)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(jié)齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動葉片差速泵，其萬向節(jié)機(jī)構(gòu)的輸入軸與輸出軸的夾角是影響泵的性能的一個關(guān)鍵參數(shù)。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(jié)的傳動效率降低。

變形偏心圓非圓齒輪驅(qū)動葉片差速泵，其偏心圓非圓齒輪節(jié)曲線調(diào)整參數(shù)主要是偏心率和變形系數(shù)，調(diào)整量有限，調(diào)整精度不高，造成傳動比優(yōu)化、調(diào)整不方便，設(shè)計不靈活，不利于進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，很難優(yōu)化壓力脈動、困液等問題。發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種巴斯噶非圓齒輪驅(qū)動的四葉片差速泵，該葉片差速泵排量大、壓力高、流量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊；驅(qū)動機(jī)構(gòu)的不等速規(guī)律容易調(diào)整，方便性能優(yōu)化；通過在葉片內(nèi)安裝單向泄壓閥，壓力超限時打通鄰近封閉腔，有效解決現(xiàn)有差速泵困液問題。

本發(fā)明包括驅(qū)動部件和差速泵部件。

所述的驅(qū)動部件包括驅(qū)動齒輪箱、輸入軸、輸出軸、第一巴斯噶非圓齒輪、第二巴斯噶非圓齒輪、第一共軛巴斯噶非圓齒輪、第二共軛巴斯噶非圓齒輪和軸套；電機(jī)通過聯(lián)軸器與輸入軸連接，輸入軸通過兩個軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱的兩側(cè)壁；所述的第一巴斯噶非圓齒輪和第二巴斯噶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(qū)動齒輪箱和泵殼的箱壁上，第一共軛巴斯噶非圓齒輪安裝在輸出軸上，并與第一巴斯噶非圓齒輪嚙合；第二共軛巴斯噶非圓齒輪和第二葉輪都固結(jié)在軸套上，軸套活套在輸出軸上，第二共軛巴斯噶非圓齒輪與第二巴斯噶非圓齒輪嚙合。

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(shè)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(shè)置有兩片葉片，每片葉片的外弧面與泵殼的內(nèi)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(shè)置；所有葉片內(nèi)部均安裝一個單向泄壓閥，單向泄壓閥方向與葉輪轉(zhuǎn)動方向一致。

根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)，給定第一巴斯噶非圓齒輪與第一共軛巴斯噶非圓齒輪的中心距初值a₀，再根據(jù)節(jié)曲線封閉條件和嚙合條件，采用進(jìn)退法搜索獲得中心距a的精確值。具體計算如下：

根據(jù)巴斯噶蝸線的生成原理，第一巴斯噶非圓齒輪的節(jié)曲線表達(dá)式為：

其中，b為巴斯噶蝸線的發(fā)生圓直徑，l為展長，n₁為第一巴斯噶非圓齒輪的階數(shù)，取值為2；為第一巴斯噶非圓齒輪的轉(zhuǎn)角，為第一巴斯噶非圓齒輪對應(yīng)轉(zhuǎn)角的向徑。

根據(jù)非圓齒輪嚙合原理，第一巴斯噶非圓齒輪旋轉(zhuǎn)360°時，第一共軛巴斯噶非圓齒輪的角位移：

第一巴斯噶非圓齒輪和第一共軛巴斯噶非圓齒輪均為二階非圓齒輪，因此，第一巴斯噶非圓齒輪旋轉(zhuǎn)360°時，第一共軛巴斯噶非圓齒輪也旋轉(zhuǎn)360°，可得計算中心距a的迭代式：

取中心距初值a₀采用進(jìn)退法搜索算出中心距a的精確值。

所述的第一排液口與第二排液口對稱設(shè)置，第一吸液口與第二吸液口對稱設(shè)置。

所述的第一巴斯噶非圓齒輪和第二巴斯噶非圓齒輪的參數(shù)和結(jié)構(gòu)完全一致，第一共軛巴斯噶非圓齒輪和第二共軛巴斯噶非圓齒輪的參數(shù)和結(jié)構(gòu)完全一致，第一巴斯噶非圓齒輪、第二巴斯噶非圓齒輪、第一共軛巴斯噶非圓齒輪和第二共軛巴斯噶非圓齒輪均為二階非圓齒輪；第一巴斯噶非圓齒輪與第二巴斯噶非圓齒輪的初始安裝相位差、第一共軛巴斯噶非圓齒輪與第二共軛巴斯噶非圓齒輪的初始安裝相位差均為90°。

第一巴斯噶非圓齒輪與第一共軛巴斯噶非圓齒輪的傳動比為：

第二巴斯噶非圓齒輪與第二共軛巴斯噶非圓齒輪的傳動比為：