CN104879298A - 一种变量型齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变量型齿轮泵，主体采用主动副和从动副以交叉错合的结构方式，交叉错合时，从动轴插入主动副填充环圆孔中，主动轴插入从动副填充环圆孔中，且主动齿轮与从动齿轮均有部分嵌入另一个填充环的槽中；使变量齿轮泵密封面积增大，液压油回流泄漏量降低，使吸油腔和压油腔隔绝更充分，密封性更好。主体结构嵌入在壳体内腔中，两端盖固定在壳体两端，两端盖上分别有支承主动轴和从动轴的圆孔，支承主动轴的圆孔对主动轴有限位作用，主动轴用来接收外部转矩输入；从动轴可在支承圆孔中进行轴向移动，从动齿轮与主动齿轮啮合转动。变量泵的对称结构使得转速范围大，运行振动噪音小，泵油压力提高，提高了工作效率。

Description

一种变量型齿轮泵

技术领域

本发明涉及一种齿轮泵，具体地说,涉及一种变量型齿轮泵。

背景技术

齿轮泵结构简单、制造成本低、自吸能力强、抗油液污染能力强，在液压系统中常用作动力装置,特别是在低压系统中应用更为广泛。但目前使用的齿轮泵均为定量泵,在过压状态下只能使具有液压能的高压液压油回流，因此使液压系统效率低,能量损失大,发热高。

在专利CN201396274和专利CN101029642中公开了关于变量齿轮泵的技术方案。二者使用的变量方法都是比较流行的通过改变齿轮的啮合长度改变齿轮泵的排量的方式。但是这两种变量型齿轮泵存在的问题是结构不完善，在改变啮合长度的同时，对于齿轮未啮合的部分只是简单的通过齿顶与泵内壁相贴合来保持密封，以隔绝吸油腔和压油腔，这种方式容易引起泄漏，使泵的工作效率降低，能耗增大，难以高压化；而且致使液压系统效率低,能量损失大,发热高。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服齿轮泵的密封性差，液压系统效率低,能量损失大，难以高压化的问题，本发明提出一种变量型齿轮泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括主动副固定架、主动副填充环、主动轴、主动齿轮、从动副固定架、从动副填充环、从动轴、从动齿轮、卡环、壳体、左端盖、右端盖，所述壳体为椭圆形,两侧壁平面中间各有油孔，壳体轴向的两个通孔径向截面成8字形结构，主动轴和主动齿轮与主动副固定架和主动副填充环配合,从动轴和从动齿轮与从动副固定架和从动副填充环配合,两部分相互交错嵌入在壳体內,右端盖和左端盖固定在壳体两端,两端盖上分别有支承主动轴和从动轴的圆孔；主动齿轮与主动轴固连，主动齿轮与主动轴的相对位置由卡环固定,主动轴用来接收外部转矩输入；从动齿轮与从动轴通过滑动轴承安装，从动齿轮与从动轴的相对位置由卡环固定，从动齿轮与主动齿轮啮合转动；所述主动副固定架与所述从动副固定架结构相同,固定架是由一个圆环和一个侧壁上有弧形凹面且中间有通孔的圆柱体组合结构，圆环侧壁与圆柱体的弧形凹面贴合，圆环和圆柱体的直径相等，圆环内径为圆柱体通孔直径的2倍，圆环的一端与圆柱体的一端位于同一平面，圆环高度为圆柱体高度的1/3；所述主动副填充环与所述从动副填充环结构相同,填充环一端周向有内齿轮线形槽，沿轴线方向的内齿轮线形槽为填充环长度的一半,靠近填充环另一端周向有台阶，填充环轴向有等直径的通孔；主动副固定架的圆环与主动副填充环一端配合,主动轴一端与主动副固定架上的圆柱通孔配合安装,主动轴和主动副填充环分别在固定架上转动；从动副固定架上的圆环与从动副填充环一端配合,从动轴一端与从动副固定架上的圆柱通孔配合安装,从动轴和从动副填充环分别在固定架上转动。

所述主动轴为台阶轴，中间段为粗轴，左边细轴长度与中间粗轴长度相等，右边细轴长度为中间粗轴长度的2倍。

所述从动轴为台阶轴，中间段为粗轴，左边细轴长度为中间粗轴长度的1/2，右边细轴长度为中间粗轴长度的2倍。

所述主动齿轮与所述从动齿轮的模数相同。

有益效果

本发明提出的一种变量型齿轮泵，与现有技术相比具有以下优点:

1.本发明变量型齿轮泵结构中，因为未参与泵油的轮齿会与填充环镶嵌而使得这部分成为一个完整的实心圆柱体，圆柱体与壳体内壁之间的间隙是液压油回流泄漏的主要通道；与现有变量齿轮泵的液压油回流的主要通道是齿顶与壳体内壁的间隙的情况相比，本发明的变量齿轮泵密封的面积要大很多，液压油回流泄漏量可大大降低，从而使吸油腔和压油腔的隔绝更加充分，密封性更好，使工作效率和泵油压力提高。

2.本发明变量型齿轮泵的排量调节方式是牵引轴做轴向的直线运动，这种调节方式有利于外部排量调节装置的设计。

3.本发明变量型齿轮泵的排量与从动副的轴向位移量成比例关系，即线性关系；而非变量型叶片泵和柱塞泵的非线性关系，这种特点有利于对泵排量的精确控制。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种变量型齿轮泵作进一步的详细说明。

图1为本发明变量型齿轮泵结构示意图。

图2为本发明变量型齿轮泵剖视图。

图3为本发明变量型齿轮泵的主动副、从动副装配图。

图4为本发明变量型齿轮泵的主动副、从动副轴测图。

图5为本发明变量型齿轮泵的从动副示意图。

图6为本发明变量型齿轮泵的从动副装配图。

图7为本发明变量型齿轮泵的主动轴示意图。

图8为本发明变量型齿轮泵的从动轴示意图。

图9为本发明变量型齿轮泵的壳体示意图。

图中:

1.主动轴 2.主动齿轮 3.主动副固定架 4.主动副填充环 5.从动轴 6.从动齿轮7.卡环 8.从动副填充环 9.从动副固定架 10.右端盖 11.左端盖 12.壳体

具体实施方式

本实施例是一种变量型齿轮泵。

参阅图1～图9，本实施例变量型齿轮泵由主动副固定架3、主动副填充环4、主动轴1、主动齿轮2、从动副固定架9、从动副填充环8、从动轴5、从动齿轮6、卡环7和壳体12、左端盖11、右端盖10组成。齿轮泵的壳体12为椭圆形,两侧壁平面中间分别有油孔,壳体12轴向的两个通孔径向截面成8字形结构，主动轴1和主动齿轮2与主动副固定架3和主动副填充环4配合,从动轴5和从动齿轮6与从动副固定架9和从动副填充环8配合,两部分结构相互交错嵌入在壳体12內,从动齿轮6与主动齿轮2啮合转动；右端盖10和左端盖11固定安装在壳体12两端,右端盖10和左端盖11上分别有支承主动轴1和从动轴5的圆孔，支承主动轴1的圆孔对主动轴有限位的作用，从动轴5可在支承圆孔中进行轴向移动。主动齿轮2与主动轴1通过平键固定安装，主动齿轮2与主动轴1的相对位置由卡环7固定,主动轴1用来接收外部转矩输入。从动齿轮6与从动轴5通过滑动轴承安装，从动齿轮6与从动轴5的相对位置由卡环7固定，从动齿轮6与主动齿轮2啮合转动。

本实施例中，主动副固定架3与从动副固定架9是两个结构相同的零部件,固定架是由一个圆环和一个侧壁上有弧形凹面且中间有通孔的圆柱体组合结构，圆环侧壁与圆柱体弧形凹面贴合，圆环的一端与圆柱体的一端位于同一平面，圆环直径和圆柱体的直径相等，圆环内径为圆柱体通孔直径的2倍，圆环高度为圆柱体高度的1/3。主动副填充环4与从动副填充环8是两个结构相同的零部件,填充环一端周向有内齿轮线形槽，沿轴线方向的内齿轮线形槽为填充环长度的一半,靠近填充环另一端周向有台阶，填充环轴向有等直径的通孔。主动副固定架3的圆环与主动副填充环4一端配合安装,主动副固定架3上的圆柱通孔与主动轴1一端配合安装,主动齿轮2通过平键安装在主动轴1上，主动齿轮2的端面与主动副固定架3上的圆柱部分的端面贴合，主动轴1和主动副固定架3的相对位置由卡环7固定，主动轴1和主动副填充环4分别在固定架上转动。从动副固定架9上的圆环与从动副填充环8一端配合安装,从动副固定架9上的圆柱通孔与从动轴5一端配合安装。从动齿轮6通过滑动轴承安装在从动轴5上，从动齿轮6的端面与从动副固定架9上的圆柱部分的端面贴合，从动轴5与从动副固定架9的相对位置由卡环7固定，从动副填充环8可在固定架上转动。主动轴1为中间粗两边细的台阶轴，左边细轴长度与中间粗轴长度相等，右边细轴的长度为中间粗轴长度的2倍，主动齿轮2固定在主动轴1右边的细轴上，主动齿轮2的端面贴着中间粗轴的端面，主动齿轮2两端开有安装卡环7的凹槽，主动齿轮2在轴向的位置通过轴上的卡环7固定，主动齿轮2通过平键安装在主动轴1上。从动轴5为中间粗两边细的台阶轴，左边细轴长度为中间粗轴长度的1/2，右边细轴长度为中间粗轴长度的2倍。从动齿轮6通过滑动轴承安装在从动轴5右边的细轴上，从动齿轮6的端面贴着中间粗轴的端面，从动齿轮6两端开有安装卡环7的凹槽，从动齿轮6的轴向位置通过轴上的卡环7固定。主动轴1用来接收外部转矩输入，从动齿轮6与主动齿轮2啮合转动。

变量齿轮泵的排量调节过程如下:主动轴1和主动齿轮2与主动副固定架3和主动副填充环4配合,从动轴5和从动齿轮6与从动副固定架9和从动副填充环8配合,两部分结构相互交错嵌入在壳体12內,交叉错合时，主动齿轮2与从动齿轮6均有部分嵌入另一个填充环的齿形槽中，该嵌入部分是齿轮和填充环的重合区域，在重合部位，齿轮和外齿形槽通过镶嵌成为一个圆柱体，齿轮未镶嵌的部分仍然保持原来的齿形，参与啮合和泵油。泵的排量与齿轮的啮合长度，即齿轮未镶嵌部分的宽度成比例关系，啮合长度大，泵的排量就大。当从动轴整体沿轴向移动时，从动副填充环8向主动齿轮2推进，从动齿轮6向主动副填充环4推进，即改变主动齿轮2与从动齿轮6的啮合长度，故可通过控制从动轴5和从动齿轮6与从动副固定架9和从动副填充环8配合,从整体的轴向移动来改变泵的排量。从动轴5和从动齿轮6与从动副固定架9和从动副填充环8配合,从整体的轴向移动可由外部牵引从动轴5做轴向移动来实现。

本实施例中,变量型齿轮泵所采用的主动齿轮2和从动齿轮6的模数为4，齿数为10，变位系数为0.5的变位齿轮,齿宽为35mm，两个齿轮的齿顶圆直径为50.5mm,齿根圆直径为34mm,两齿轮中心距为43.5mm。主动副填充环4与从动副填充环槽深为25mm，啮合长度变化范围为10mm～25mm；齿轮最大最小排量比为2.5。

Claims (4)

1.一种变量型齿轮泵，其特征在于:包括主动副固定架、主动副填充环、主动轴、主动齿轮、从动副固定架、从动副填充环、从动轴、从动齿轮、卡环、壳体、左端盖、右端盖，所述壳体为椭圆形,两侧壁平面中间各有油孔，壳体轴向的两个通孔径向截面成8字形结构，主动轴和主动齿轮与主动副固定架和主动副填充环配合,从动轴和从动齿轮与从动副固定架和从动副填充环配合,两部分相互交错嵌入在壳体內,右端盖和左端盖固定在壳体两端,两端盖上分别有支承主动轴和从动轴的圆孔；主动齿轮与主动轴固连，主动齿轮与主动轴的相对位置由卡环固定,主动轴用来接收外部转矩输入；从动齿轮与从动轴通过滑动轴承安装，从动齿轮与从动轴的相对位置由卡环固定，从动齿轮与主动齿轮啮合转动；所述主动副固定架与所述从动副固定架结构相同,固定架是由一个圆环和一个侧壁上有弧形凹面且中间有通孔的圆柱体组合结构，圆环侧壁与圆柱体的弧形凹面贴合，圆环和圆柱体的直径相等，圆环内径为圆柱体通孔直径的2倍，圆环的一端与圆柱体的一端位于同一平面，圆环高度为圆柱体高度的1/3；所述主动副填充环与所述从动副填充环结构相同,填充环一端周向有内齿轮线形槽，沿轴线方向的内齿轮线形槽为填充环长度的一半,靠近填充环另一端周向有台阶，填充环轴向有等直径的通孔；主动副固定架的圆环与主动副填充环一端配合,主动轴一端与主动副固定架上的圆柱通孔配合安装,主动轴和主动副填充环分别在固定架上转动；从动副固定架上的圆环与从动副填充环一端配合,从动轴一端与从动副固定架上的圆柱通孔配合安装,从动轴和从动副填充环分别在固定架上转动。

2.根据权利要求1所述的变量型齿轮泵，其特征在于:所述主动轴为台阶轴，中间段为粗轴，左边细轴长度与中间粗轴长度相等，右边细轴长度为中间粗轴长度的2倍。

3.根据权利要求1所述的变量型齿轮泵，其特征在于:所述从动轴为台阶轴，中间段为粗轴，左边细轴长度为中间粗轴长度的1/2，右边细轴长度为中间粗轴长度的2倍。

4.根据权利要求1所述的变量型齿轮泵，其特征在于:所述主动齿轮与所述从动齿轮的模数相同。