[發(fā)明專利]一種弦線輪加工方法及非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610160914.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN105697365B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒旻;孔德昂;吳良才;朱英杰;陳文杰;王志洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): F04C2/18
• 分類號(hào): F04C2/18;B23F17/00
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本發(fā)明公開了一種弦線輪的加工方法，在加工弦線輪齒廓時(shí)，弦線輪的輪坯隨工作臺(tái)勻速回轉(zhuǎn)，刀盤一方面隨刀桿沿輪坯徑向按正弦規(guī)律做直線運(yùn)動(dòng)，另一方面繞刀盤自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，由刀盤的圓弧形切削刃加工出弦線輪的齒廓。本發(fā)明還公開了一種非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵，包括弦線輪轉(zhuǎn)子、泵體、外嚙合齒輪、吸液口、排液口；一對(duì)外嚙合齒輪驅(qū)動(dòng)尺寸相同、軸線平行的兩個(gè)弦線輪轉(zhuǎn)子反向、同速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩弦線輪轉(zhuǎn)子的齒面不直接接觸，由齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及契形間隙形成壓力油膜，該油膜將吸、排液口隔離。本發(fā)明將驅(qū)動(dòng)齒輪與弦線輪轉(zhuǎn)子分開設(shè)計(jì)，兩個(gè)弦線輪轉(zhuǎn)子始終只有一對(duì)輪齒“嚙合”，從根本上消除了困油現(xiàn)象；瞬時(shí)流量為時(shí)間的一次函數(shù)，理論上無流量脈動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及弦線輪轉(zhuǎn)子泵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種弦線輪加工方法，還涉及一種弦線輪轉(zhuǎn)子泵，尤其涉及一種以所述弦線輪加工方法加工出的兩個(gè)相同尺寸的弦線輪作為轉(zhuǎn)子并利用動(dòng)壓油膜隔離吸、排液口的非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵。

背景技術(shù)

普通齒輪泵一般采用一對(duì)參數(shù)相同的漸開線外齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，吸、排液工作和動(dòng)力傳遞由同一對(duì)齒輪完成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、自吸性能好等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的流體輸送裝置。但普通齒輪泵為了保證連續(xù)傳動(dòng)，重合度必須大于1，這造成了令人棘手的困油現(xiàn)象；又因?yàn)橐骖欇嘄X強(qiáng)度和泵體尺寸，所以齒數(shù)不能太多，這又造成流量脈動(dòng)較大。

與本發(fā)明相近的現(xiàn)有技術(shù)是湖南科技大學(xué)陳磊的碩士論文《余弦齒輪數(shù)控滾切加工理論研究》的第三章“弦齒輪數(shù)控滾切加工的數(shù)學(xué)建模”，徐攀的碩士論文《余弦齒輪的數(shù)控插削加工方法及仿真研究》的第二章“余弦齒輪的數(shù)控插削加工展成機(jī)理”，王建的碩士論文《余弦齒輪傳動(dòng)的原理與特性研究》第三章“弦齒輪傳動(dòng)的數(shù)學(xué)模型”，胡華榮的碩士論文《外嚙合余弦齒輪泵的特性研究》中第二章“余弦齒輪傳動(dòng)的數(shù)學(xué)模型及特性”。

由于余弦齒輪的齒廓不能互為共軛嚙合，在上述王建的論文p26，3.3共軛齒廓方程、胡華榮的論文p8，2.1.3共軛齒廓方程中可以看出：余弦齒輪泵是一個(gè)余弦齒輪和一個(gè)與其共軛的非余弦齒輪相嚙合，這種共軛齒輪的齒廓復(fù)雜，同時(shí)因?yàn)橹睾隙缺仨毚笥?，所以也存在困油現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了消除困油現(xiàn)象，降低流量脈動(dòng)和減小齒面摩擦，本發(fā)明提出了一種弦線輪加工方法及利用該加工方法加工弦線輪轉(zhuǎn)子的齒廓而得到的非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用了將弦線輪加工方法與非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵相結(jié)合的方案。本發(fā)明一種弦線輪加工方法的技術(shù)方案是：在加工弦線輪的齒廓時(shí)，弦線輪的輪坯隨工作臺(tái)勻速回轉(zhuǎn)，刀桿沿輪坯的徑向按正弦規(guī)律做直線運(yùn)動(dòng)，刀盤一方面隨刀桿在導(dǎo)槽中按正弦規(guī)律做直線移動(dòng)，另一方面繞刀盤自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤的切削刃在刀盤軸剖面的形狀為圓弧，由此相對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律所加工出的弦線輪的齒廓，也是余弦(或正弦)齒輪齒廓的等距曲線。

本發(fā)明還提供了一種非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵，包括弦線輪轉(zhuǎn)子、泵體、外嚙合齒輪、吸液口、排液口。其中弦線輪轉(zhuǎn)子的齒廓是通過上述弦線輪加工方法加工而得到的。一對(duì)傳動(dòng)比等于1的外嚙合齒輪分別驅(qū)動(dòng)尺寸相同、軸線平行的兩個(gè)弦線輪轉(zhuǎn)子反向、同速轉(zhuǎn)動(dòng)。在開始工作的啟動(dòng)階段，兩個(gè)弦線輪轉(zhuǎn)子輪齒之間的間隙會(huì)造成吸液口和排液口的連通，但隨著轉(zhuǎn)速的增加，兩個(gè)弦線輪轉(zhuǎn)子齒面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度加快，因齒面間的間隙為契形，輪齒間逐漸形成一個(gè)壓力油膜而進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)階段，該壓力油膜可以起到隔離吸液口和排液口的作用，流體從兩弦線輪轉(zhuǎn)子脫離“嚙合”的一側(cè)被吸入，從進(jìn)入“嚙合”的一側(cè)被排出。

本發(fā)明的非接觸式弦線輪轉(zhuǎn)子泵中，吸液口、排液口的橫截面積均為時(shí)間的一次函數(shù)，因此理論上無流量脈動(dòng)。

上述方案中，所述弦線輪轉(zhuǎn)子與所述外嚙合齒輪(驅(qū)動(dòng)齒輪)分開設(shè)計(jì)。

上述方案中，所述弦線輪轉(zhuǎn)子與所述外嚙合齒輪的分度圓半徑相等，兩者的中心距也相同。

上述方案中，所述弦線輪轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z≥2，常取z＝3～10。