CN106837783A - 一种大包角极少齿的斜齿轮及斜齿轮泵 - Google Patents

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Abstract

本发明属于斜齿轮泵齿形设计领域，具体涉及一种大包角极少齿的斜齿轮及斜齿轮泵。本发明的斜齿轮的齿轮数为四个，四个齿轮对称设置，齿宽为0.27倍外齿廓圆半径至0.55倍外齿廓圆半径之间，包角角度达到为180度。本发明可以明显减小齿轮泵的噪声和提高泵的工作效率的大包角极少齿齿轮泵，改善了目前斜齿轮泵在噪声和工作效率方面的问题。

Description

一种大包角极少齿的斜齿轮及斜齿轮泵
技术领域
本发明属于斜齿轮泵齿形设计领域，具体涉及一种大包角极少齿的斜齿轮及斜齿轮泵。本发明对斜齿轮泵的齿数以及包角的改进，进一步减小斜齿轮泵的噪声和增大它的工作效率。
背景技术
斜齿轮泵属于外齿轮泵的一种，它是应用比较广泛的一种齿轮泵(按轮齿的齿形可分为正齿轮泵、斜齿轮泵和人字齿轮泵等)。齿轮泵的结构主要由两个齿轮相互啮合在一起而构成。它是依靠齿轮的轮齿啮合空间的容积变化来输送液体的，属于回转泵，也可以认为属于容积式泵。齿轮泵工作时，主动齿轮随电动机一起旋转并带动从动齿轮跟着旋转。当吸入室一侧的啮合齿逐渐分开时，吸入室容积增大，压力降低，便将吸人管中的液体吸入泵内；吸入液体分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。液体进入排出室后，由于两个齿轮的轮齿不断啮合，便液体受挤压而从排出室进入排出管中。主动齿轮和从动齿轮不停地旋转，泵就能连续不断地吸入和排出液体。外啮合斜齿轮泵结构简单、重量轻、造价低、工作可靠、应用范围广。
但是，齿轮泵在工作时，由于各种原因，容易产生较大的噪声以及不相关的震动。这些因素降低了泵的容积效率，影响工作的平稳性和使用寿命。
发明内容
为了克服目前一般的斜齿轮泵噪声较大和效率不高的问题，以提高斜齿轮泵的工作效率，本发明提供了了一种可以明显减小齿轮泵的噪声和提高泵的工作效率的大包角极少齿齿轮泵，改善了目前斜齿轮泵在噪声和工作效率方面的问题。
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大包角极少齿的斜齿轮，其特征在于：斜齿轮的齿轮数为四个，四个齿轮对称设置，齿宽为0.27倍外齿廓圆半径至0.55倍外齿廓圆半径之间，包角角度为180度。
一种大包角极少齿的斜齿轮泵，包括主腔体外壳、主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮的相互啮合，主动齿轮和从动齿轮与主腔体外壳内壁的紧密配合，其特征在于：所述的主动齿轮与从动齿轮结构相同，齿轮方向相反，所述的主动齿轮与从动齿轮为如上所述的大包角极少齿的斜齿轮。
根据如上所述的大包角极少齿的斜齿轮泵，其特征在于：还包括外壳装置、基座和外接电机孔，外壳装置包括进口流道、出口流道、外壳部分一、外壳部分二、外壳部分三和主腔体外壳。
本发明的有益效果是：一是通过增大极少齿斜齿轮的面积利用率到50％以上，使泵的结构尺寸更小，液体容积比增大，进而提高泵的效率；二是可以使轮齿承载后产生的变形比较小，有利于噪声的降低；三是由于齿宽与齿弯曲量通常成反比关系，即齿宽增加一倍，其齿弯曲量也随之减小一半，因此增加齿宽在一定意义上有利于降低噪声；四是减少了流体内部杂质与齿轮的接触时间，进而大幅度减小了齿轮斜齿的磨损；五是减少了内部介质的泄漏，使其不容易产生困油现象，从而减小噪声。
附图说明
图1为本斜齿轮泵三维原理图；
图2为本斜齿轮泵的俯视图；
图3位本斜齿轮泵的左侧俯视图；
图4位本斜齿轮泵的右侧俯视图；
图5位本斜齿轮泵的A-A向剖视图；
图6位本斜齿轮泵的B-B向剖视图；
图7位本斜齿轮泵的内部齿轮的端截面图；
图8为本斜齿轮泵的内部主动齿轮9三维原理图；
图9为本斜齿轮泵的内部从动齿轮10三维原理图。
图中标记为：进口流道1、出口流道2、外壳部分一3、外壳部分二4、外壳部分三5、主腔体外壳6、外接电机孔7、基座8、主动齿轮9、从动齿轮10、密封空间11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
如图1和图2所示，本发明所述的可以减小泵的噪声和增大工作效率的斜齿轮泵，包括外壳装置、内部工作装置、基座8和外接电机孔7，外壳装置包括进口流道1、出口流道2、外壳部分一3、外壳部分二4、外壳部分三5、主腔体外壳6等部件；内部工作装置包括主动齿轮9，从动齿轮10等部件。本斜齿轮泵的动力是由外部电机提供的，通过相应的轴承和皮带轮来连接，本发明中主动齿轮9与从动齿轮10结构相同，齿轮方向相反。
首先，打开外部电机开关，电机旋转带动轴承和皮带轮运动，皮带轮带动插入外接电机孔7的螺杆旋转，进而使与螺杆连接的主动齿轮9旋转。主动齿轮9和从动齿轮10是一对对称的四齿大包角斜齿轮。由于主动齿轮9和从动齿轮10的相互啮合以及两个齿轮与主腔体外壳6内壁的紧密配合，在泵的进口流道1和出口流道2之间，就会被分隔成多个密封空间11。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间11在泵的进口流道1不断形成负压，将外部液体封入其中，并将液体沿齿轮轴向连续地推移至出口流道2，将封闭在各封闭空间11中的介质不断排出。由于主动齿轮9和从动齿轮10是匀速转动的，所以内部介质流出的流量也是稳定的。本发明的主动齿轮9和从动齿轮10齿数都为四个，相对于传统的斜齿轮，齿数明显减少，相同的转动圈数下，主动齿轮9和从动齿轮10的接触次数相应减少，噪声的频率进而得到减小。
从图5可以明显的看到主齿轮9和10的端截面情况。相对于一般的斜齿轮泵齿轮，本斜齿轮泵的齿宽(0.27倍外齿廓圆半径至0.55倍外齿廓圆半径之间)明显增大，齿的刚度得到增强，减小了齿的形变，震动噪声得到减小；同时，由于对称齿轮的齿数减少到4个，可利用面积(齿轮端面上，齿槽面积与齿顶圆面积之比)得到显著增大，达到了惊人的50％，内腔能够装载更多的介质，并且它还可以随斜齿轮的几何尺寸加大而增大，因而效率也得到进一步增强。
本发明另一个创新点是它的大包角(图8中由a点到b点的螺旋线的螺旋角)，这里将包角增大到180度，泵体内部的介质受到主动齿轮9和从动齿轮10的挤压之后会直接流向出口流道2，减小了介质内部可能的杂质与齿轮的接触时间，从而减小了对主动齿轮9和从动齿轮10的磨损，保证了斜齿轮泵内部的密闭性，保证了泵的高压头，提高了斜齿轮泵的运行效率和使用寿命。同时，因为齿的包角达到了180度，主动齿轮9和从动齿轮10就会保持实时接触，啮合状态一直保持一致，不存在状态差别，齿轮受力一直保持不变、齿轮受到的振动也就一直保持不变，流量和压力均匀，故工作平稳，噪声和振动较少。

Claims (3)

1.一种大包角极少齿的斜齿轮，其特征在于：斜齿轮的齿轮数为四个，四个齿轮对称设置，齿宽为0.27倍外齿廓圆半径至0.55倍外齿廓圆半径之间，包角角度为180度。
2.一种大包角极少齿的斜齿轮泵，包括主腔体外壳（6）、主动齿轮（9）和从动齿轮（10），主动齿轮（9）和从动齿轮（10）的相互啮合，主动齿轮（9）和从动齿轮（10）与主腔体外壳（6）内壁的紧密配合，其特征在于：所述的主动齿轮（9）与从动齿轮（10）结构相同，齿轮方向相反，所述的主动齿轮（9）与从动齿轮（10）为权利要求1所述的大包角极少齿的斜齿轮。
3.根据权利要求2所述的大包角极少齿的斜齿轮泵，其特征在于：还包括外壳装置、基座（8）和外接电机孔（7），外壳装置包括进口流道（1）、出口流道（2）、外壳部分一（3）、外壳部分二（4）、外壳部分三（5）和主腔体外壳（6）。
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