CN108425838B - 一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，包括壳体、主动齿轮、从动齿轮、主动齿轮轴、从动齿轮轴、套设在所述主动齿轮轴和所述从动齿轮轴上的两个分别贴合在所述主动齿轮和所述从动齿轮的两端面的侧板，所述侧板的外周面的位于低压区的部分为半径R1的圆弧面，所述侧板的外周面的位于高压区的部分为半径R3的圆弧面，其中，R1＞R3；所述侧板的外周面的位于过渡区的部分为从内向外半径依次为R3、R2的二级阶梯圆弧面，其中，R1＞R2＞R3。本发明能够在充分保证密封性能的前提下，最大限度扩大高压区，即扩大压油腔压力在沿齿轮圆周上的作用区域，保证齿轮圆周的液压力平衡，大大减小齿轮所受径向力，从而有效提高齿轮油泵的使用寿命。

Description

一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵
技术领域
本发明涉及齿轮油泵领域，具体地说涉及一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵。
背景技术
齿轮油泵是机械领域常用的用于输送液体的设备。齿轮油泵的主要部件有壳体、主动齿轮、从动齿轮、主动齿轮轴、从动齿轮轴、套设在主动齿轮轴和从动齿轮轴上的两个分别贴合在主动齿轮和从动齿轮的两端面的侧板以及轴承、密封等部件。
齿轮油泵的工作可靠性和寿命主要取决于轴承的性能和寿命，而轴承的性能和寿命又与其承受的载荷大小即齿轮所受的径向力成正比，主动齿轮和从动齿轮所受的径向力主要是由于沿齿轮圆周液压力不平衡造成的。
齿轮油泵的侧板是齿轮油泵中的关键部件之一，现有的齿轮油泵侧板的外周面的位于高压区、过渡区和低压区的部分为直径不变的圆弧面，这种设计对齿轮油泵所受的径向力没有任何有利改善。
另外，齿轮油泵的壳体一般由前盖、泵体和后盖组成，泵体内开有齿轮安装孔，前盖和后盖内均开有主动齿轮轴安装孔和从动齿轮轴安装孔，组装齿轮油泵时，主动齿轮轴安装孔和从动齿轮轴安装孔内分别安装有DU衬套，主动齿轮轴和从动齿轮轴穿过相应DU衬套；另外为了密封，前盖内还设有主动齿轮轴油封安装孔，用于安装套设在主动齿轮轴上的油封，以此对齿轮油泵进行密封；泵体上开有进油口和出油口，当进油口和出油口位置偏移时，为防止困油，泵体内还会开设与进油口连通的进油过油腔道以及与出油口连通的出油过油腔道。
这种壳体只能实现部件安装的功能，散热性差，无法保证齿轮油泵在较高要求工况下的使用性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，包括壳体、主动齿轮、从动齿轮、主动齿轮轴、从动齿轮轴、套设在所述主动齿轮轴和所述从动齿轮轴上的两个分别贴合在所述主动齿轮和所述从动齿轮的两端面的侧板，其特征在于：所述侧板的外周面的位于低压区的部分为半径R1的圆弧面，所述侧板的外周面的位于高压区的部分为半径R3的圆弧面，其中，R1＞R3；
所述侧板的外周面的位于过渡区的部分为从内向外半径依次为R3、R2的二级阶梯圆弧面，其中，R1＞R2＞R3。
进一步地，R1-R2=0.21~0.32mm，R2-R3=1.15~1.35mm。
进一步地，R1=26.96~26.97mm、R2 =26.65~26.75mm、R3=25.4~25.5mm。
进一步地，所述壳体包括前盖、泵体和后盖，所述前盖和所述泵体为一体成型结构件，所述前盖和所述泵体构成的整体上设有进油口和出油口，所述前盖和所述泵体构成的整体内设有齿轮安装孔、前主动齿轮轴安装孔、前从动齿轮轴安装孔以及主动齿轮轴油封安装孔；
所述前盖和所述泵体构成的整体内还设有与所述前主动齿轮轴安装孔、所述前从动齿轮轴安装孔和所述主动齿轮轴油封安装孔连通的前衔通腔道，所述前衔通腔道通过开设在所述前盖和所述泵体构成的整体内的前回油孔与所述进油口连通。
进一步地，所述前盖和所述泵体构成的整体内还设有与所述进油口连通的进油过油通道，所述前回油孔与所述进油过油通道连通，以此实现所述前衔通腔道与所述进油口的连通。
进一步地，所述后盖上开有后主动齿轮轴安装孔、后从动齿轮轴安装孔以及与所述后主动齿轮轴安装孔和所述后从动齿轮轴安装孔连通的后衔通腔道，所述后衔通腔道通过开设在所述后盖内的后回油孔与所述齿轮安装孔连通。
进一步地，所述后盖上开有油口。
进一步地，所述前盖和所述泵体构成的整体的前端外周面径向外伸出有两个以上的凸块，所述凸块上开有安装孔。
进一步地，所述侧板的齿轮接合面的吸油口侧和压油口侧分别开有泄荷槽。
进一步地，所述侧板的吸油口侧开有吸油口，所述侧板的齿轮接合面的吸油口侧的所述泄荷槽的外缘超出所述吸油口。
本发明的有益效果体现在：
本发明在现有技术的基础上，将侧板的外周面的位于高压区、过渡区和低压区的部分的直径设计成阶梯变化的形式，这样设计，能够在充分保证密封性能的前提下，最大限度扩大高压区，即扩大压油腔压力在沿齿轮圆周上的作用区域，保证齿轮圆周的液压力平衡，大大减小齿轮所受径向力，从而有效提高齿轮油泵在高温、高压、高速下的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施例中侧板的齿轮接合面的结构示意图。
图3是本发明一实施例中侧板的泵体接合面的结构示意图。
图4是本发明一实施例中侧板的剖视图。
图5是本发明一实施例中壳体的结构示意图。
图6是图5中前盖和泵体构成的整体的右视图。
图7是图5中前盖和泵体构成的整体的左视图。
图8是图7中的E-E剖视图。
图9是图5中的B-B剖视图。
图10是图5中后盖的左视图。
图11是图5中后盖的右视图。
图12是图11中的A-A剖视图。
附图中各部件的标记为：
10整体、101齿轮安装孔、102前主动齿轮轴安装孔、103前从动齿轮轴安装孔、104主动齿轮轴油封安装孔、105前衔通腔道、106前回油孔、107进油过油通道、108出油过油通道、109凸块、1010进油口、1011出油口；
20后盖、201后主动齿轮轴安装孔、202后从动齿轮轴安装孔、203后衔通腔道、204后回油孔、205油口；
30侧板、301吸油口、302泄荷槽、303密封圈安装凹槽、304油槽；
40主动齿轮、50从动齿轮、60主动齿轮轴、70从动齿轮轴。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1至图4。
本发明可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，包括壳体、主动齿轮40、从动齿轮50、主动齿轮轴60、从动齿轮轴70、套设在所述主动齿轮轴50和所述从动齿轮轴60上的两个分别贴合在所述主动齿轮40和所述从动齿轮50的两端面的侧板30，具体结构与安装按现有技术的要求执行。
本发明在现有结构的基础上，设计所述侧板30的外周面的位于低压区的部分为半径R1的圆弧面，所述侧板30的外周面的位于高压区的部分为半径R3的圆弧面，其中，R1＞R3；
所述侧板30的外周面的位于过渡区的部分为从内向外半径依次为R3、R2的二级阶梯圆弧面，其中，R1＞R2＞R3。
这里的“从内向外”是指从侧板30的齿轮接合面至侧板30的泵体接合面的方向；这里的低压区、高压区、过渡区也就是齿轮油泵的低压区、高压区、过渡区，这三个区域是根据齿轮油泵所用的齿轮参数等确定的，是齿轮油泵的固有特性，图中只示出了上半部分的低压区、高压区、过渡区，下半部分的低压区、高压区、过渡区与上半部分的低压区、高压区、过渡区相互对称，这是本领域的公知常识，为简洁描述起见，不在图中赘示；这里，所有提及的圆弧面的轴线为侧板的相应轴孔的轴线。
本发明在现有技术的基础上，将侧板的外周面的位于高压区、过渡区和低压区的部分的直径设计成阶梯变化的形式，这样设计，能够在充分保证密封性能的前提下，最大限度扩大高压区，即扩大压油腔压力在沿齿轮圆周上的作用区域，保证齿轮圆周的液压力平衡，大大减小齿轮所受径向力，从而有效提高齿轮油泵在高温、高压、高速下的使用寿命。
在一实施例中，R1-R2=0.21~0.32mm，R2-R3=1.15~1.35mm。在实施本发明的过程中，发明人发现，采用以上条件，保证齿轮圆周的液压力平衡，减小齿轮所受径向力效果更好。
在一实施例中，R1=26.96~26.97mm、R2 =26.65~26.75mm、R3=25.4~25.5mm。在实施本发明的过程中，发明人发现，采用以上条件，既能保证齿轮油泵有效密封，也能有效扩大高压区，提高齿轮圆周的液压力平衡，同时因侧板直径方向尺寸减小，便于安装，减小装配难度，提高装配效率。
在一实施例中，所述侧板30的齿轮接合面的吸油口301侧和压油口侧分别开有泄荷槽302。
在一实施例中，所述侧板30的吸油口301侧开有吸油口301，所述侧板30的齿轮接合面的吸油口301侧的所述泄荷槽302的外缘超出所述吸油口301。这样设计，吸油口侧卸荷槽302开口位置大于侧板吸油口301边缘，能够保证齿轮油泵工作过程中1～2齿密封的同时，扩大吸油腔，达到提高齿轮圆周的液压力平衡，减小齿轮所受径向力的作用，也有效提高了齿轮油泵在高温、高压，高速下的使用寿命。
在一实施例中，所述侧板30的泵体接合面开有围绕在两个轴孔外的呈3字形的密封圈安装凹槽303。密封圈安装凹槽303内安装有密封圈，以此进行密封。
在一实施例中，所述侧板30的泵体接合面的高压区内开有两条从所述侧板30的外周面延伸至所述密封圈安装凹槽303的油槽304，且两条所述油槽304分别位于所述侧板30的上部和下部。油槽304设置在高压区，这样在齿轮油泵使用时，把高压油引入密封圈安装凹槽，一方面压力油推动轴套浮动与齿轮面紧密贴合，减小端面间隙泄漏，另一方面压力油进入密封圈底部油槽，推动密封件浮动，使密封压缩量最小时，仍保证其密封性能。
以下，请参见图5至图12。
在一实施例中，所述壳体包括前盖、泵体和后盖20，所述前盖和所述泵体为一体成型结构件，所述前盖和所述泵体构成的整体10上设有进油口1010和出油口1011，所述前盖和所述泵体构成的整体10内设有齿轮安装孔101、前主动齿轮轴安装孔102、前从动齿轮轴安装孔103以及主动齿轮轴油封安装孔104；
所述前盖和所述泵体构成的整体10内还设有与所述前主动齿轮轴安装孔102、所述前从动齿轮轴安装孔103和所述主动齿轮轴油封安装孔104连通的前衔通腔道105，所述前衔通腔道105通过开设在所述前盖和所述泵体构成的整体10内的前回油孔106与所述进油口1010连通。
本发明采用前盖和泵体一体式设计的结构形式，一方面使齿轮油泵整体结构更为紧凑，有效减小轴向尺寸，节约成本，另一方面，便于开设前衔通腔道和前回油孔。
本发明设计以上结构，在齿轮油泵在使用过程中，能够使前主动齿轮轴安装孔、前从动齿轮轴安装孔内的润滑油液从高压区进入DU衬套形成润滑油膜后经由前衔通腔道和前回油孔回到进油口，如此不断循环，对DU衬套起到了良好的润滑和散热冷却作用，充分保证了齿轮油泵在高温、高压、高转速工况下的热平衡，同时保证进入油封内的高压油回进油口，防止高压油损坏油封。
在一实施例中，所述后盖20上开有后主动齿轮轴安装孔201、后从动齿轮轴安装孔202以及与所述后主动齿轮轴安装孔201和所述后从动齿轮轴安装孔202连通的后衔通腔道203，所述后衔通腔道203通过开设在所述后盖20内的后回油孔204与所述齿轮安装孔连通。这样设计，也是为了到达上述效果，使后主动齿轮轴安装孔、后从动齿轮轴安装孔内的润滑油液从高压区进入DU衬套形成润滑油膜后经由后衔通腔道和后回油孔回到进油口，如此不断循环，对DU衬套起到了良好的润滑和散热冷却作用。
在一实施例中，前盖和所述泵体构成的整体10内还设有与所述进油口1010连通的进油过油通道107，所述前回油孔106与所述进油过油通道107连通，以此实现所述前衔通腔道105与所述进油口1010的连通。这种设计，适用于进油口和出油口位置偏移的情况，当然也可适应增加出油过油通道108。
在一实施例中，所述后盖20上开有油口205，以使齿轮油泵的进出油口联接形式多样化。
在一实施例中，所述前盖和所述泵体构成的整体10的前端外周面径向外伸出有两个以上的凸块109，所述凸块109上开有安装孔。用于安装齿轮油泵。
本发明中，齿轮安装孔、各主动齿轮轴安装孔、各从动齿轮轴安装孔、主动齿轮轴油封安装孔、进油口、出油口、进油过油通道、出油过油通道均按照现有齿轮油泵的要求开设。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，包括壳体、主动齿轮、从动齿轮、主动齿轮轴、从动齿轮轴、套设在所述主动齿轮轴和所述从动齿轮轴上的两个分别贴合在所述主动齿轮和所述从动齿轮的两端面的侧板，其特征在于：所述侧板的外周面的位于低压区的部分为半径R1的圆弧面，所述侧板的外周面的位于高压区的部分为半径R3的圆弧面，其中，R1＞R3；
所述侧板的外周面的位于过渡区的部分为从内向外半径依次为R3、R2的二级阶梯圆弧面，其中，R1＞R2＞R3；
所述壳体包括前盖、泵体和后盖，所述前盖和所述泵体为一体成型结构件，所述前盖和所述泵体构成的整体上设有进油口和出油口，所述前盖和所述泵体构成的整体内设有齿轮安装孔、前主动齿轮轴安装孔、前从动齿轮轴安装孔以及主动齿轮轴油封安装孔；
所述前盖和所述泵体构成的整体内还设有与所述前主动齿轮轴安装孔、所述前从动齿轮轴安装孔和所述主动齿轮轴油封安装孔连通的前衔通腔道，所述前衔通腔道通过开设在所述前盖和所述泵体构成的整体内的前回油孔与所述进油口连通；
所述前盖和所述泵体构成的整体内还设有与所述进油口连通的进油过油通道，所述前回油孔与所述进油过油通道连通，以此实现所述前衔通腔道与所述进油口的连通；
所述后盖上开有后主动齿轮轴安装孔、后从动齿轮轴安装孔以及与所述后主动齿轮轴安装孔和所述后从动齿轮轴安装孔连通的后衔通腔道，所述后衔通腔道通过开设在所述后盖内的后回油孔与所述齿轮安装孔连通。
2.如权利要求1所述的可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，其特征在于：R1-R2＝0.21～0.32mm，R2-R3＝1.15～1.35mm。
3.如权利要求1所述的可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，其特征在于：R1＝26.96～26.97mm、R2＝26.65～26.75mm、R3＝25.4～25.5mm。
4.如权利要求1所述的可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，其特征在于：所述后盖上开有油口。
5.如权利要求1所述的可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，其特征在于：所述前盖和所述泵体构成的整体的前端外周面径向外伸出有两个以上的凸块，所述凸块上开有安装孔。
6.如权利要求1或2或3所述的可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，其特征在于：所述侧板的齿轮接合面的吸油口侧和压油口侧分别开有泄荷槽。
7.如权利要求6所述的可减小齿轮所受径向力的齿轮油泵，其特征在于：所述侧板的吸油口侧开有吸油口，所述侧板的齿轮接合面的吸油口侧的所述泄荷槽的外缘超出所述吸油口。
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