CN109737055B - 一种油泵转子组件 - Google Patents

Abstract

发明提供一种油泵转子组件。该油泵转子组件中的内外转子齿形采用滚圆沿固定的基圆上纯滚动，滚圆上一固连点所形成的内摆线的包络曲线与圆弧组成。根据本发明的油泵转子组件，以适当的参数设定内外转子齿型，并设定适当的啮合间隙，避免传统转子泵内转子齿顶的鼓棱和顶切，有效解决传统转子泵工作时齿顶啮合磨损、振动、噪声以及啮合困油等问题，与此时同时增大油泵排量和提高效率。

Description

一种油泵转子组件

技术领域

本发明涉及液压传动技术领域，特别涉及一种油泵转子组件结构。

背景技术

传统的转子泵采用圆弧与摆线啮合方式工作，包括采用短幅外摆线等距曲线形成有n(n≥3的自然数)个齿的内转子与采用圆弧形成有n+1个齿的外转子，和形成有吸入流体的吸入端口与用于排放流体的排出端口的外壳。油泵工作时，相啮合的油泵转子组件旋转，通过改变相啮合的转子与具有吸入端口和排出端口的壳体形成的容积变化来吸入和排放流体。

具有上述构成的油泵结构简单紧凑，被广泛用于液压传动系统中，特别是汽车发动上的润滑油泵和自动变速器油泵大都是采用这种结构。但此种结构的油泵存在不可克服的缺陷，即在内转子齿顶与齿侧过渡曲线的曲率半径很小，造成过渡曲线的曲率半径变化过急形成鼓棱或形成顶切，在油泵工作时，相啮合的内转子过渡曲线部分易于磨损并造成啮合冲击，引起噪声。传统的做法是修去内转子的鼓棱或顶切部分避免过渡曲线的磨损，但同时也破坏了内外转子啮合的连续性，在转子高速旋转时会发生振动和噪声。另一方面，当上述结构油泵的内转子齿顶旋转至与外转子齿根部时形成封闭腔而发生困油现象并引起噪声，这是传统转子泵不可避免的，同时该封闭腔还将排油腔流体输入进油腔，减少了排量并降低效率。上述缺点使传统的转子泵在越来越注重噪音的液压系统中应用受到了限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种油泵转子组件，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种油泵转子组件，包括布置在壳体转子腔内的内转子和外转子。

所述内转子的齿廓型线为半径均为r₃且中心在内摆线C上的一组轨迹圆Ⅰ的包络曲线C＇。所述内摆线C为滚圆Ⅰ内切于基圆Ⅰ作无滑动的滚动时，滚圆Ⅰ圆周上一个定点M的轨迹。所述滚圆Ⅰ的半径为r₁。所述基圆Ⅰ的半径为r₂。

所述外转子的齿廓型线为半径均为r₇且中心在内摆线D上的一组轨迹圆Ⅱ的包络曲线D＇。所述内摆线D为滚圆Ⅱ内切于基圆Ⅱ作无滑动的滚动时，滚圆Ⅱ圆周上一个定点N的轨迹。所述滚圆Ⅱ的半径r₅。所述基圆Ⅱ的半径r₆。

所述内转子具有n个齿。所述外转子具有n+1个齿。所述内转子和外转子的中心距为a。其中，n为大于等于3的自然数。r₁＝r₅＝a。r₂＝nr₁。r₆＝(n+1)r₅。r₃+r₇＝2a。

进一步，r₃＝r₇。

进一步，所述内转子和外转子的啮合间隙为t。r₇-r₃＝t。

进一步，r₃＝a-t/2，r₇＝a+t/2。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

1)内外转子型线光滑连续，避免了内转子齿顶鼓棱或顶切，运行更为平稳，不易磨损，噪声低；

2)油泵转子组件啮合时，内转子齿顶旋转至与外转子齿根部重叠时形成包络而不形成封闭腔，避免困油。同时增大油泵的排量，提高了效率；

3)可通过改变转子的设计参数，形成不同排量的系列油泵，具有广泛的实用价值。

附图说明

图1为油泵转子组件结构示意图；

图2为内转子型线形成图；

图3为外转子型线形成图；

图4为A处局部放大图；

图5为内转子齿根与外转子齿顶啮合状态图；

图6为B处局部放大图。

图中：内转子10、外转子20、壳体30、滚圆Ⅰ1、基圆Ⅰ2、轨迹圆Ⅰ3、滚圆Ⅱ5、基圆Ⅱ6、轨迹圆Ⅱ7。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例提供一种油泵转子组件，包括布置在壳体30转子腔内的内转子10和外转子20。

所述内转子10的齿廓型线为半径均为r₃且中心在内摆线C上的一组轨迹圆Ⅰ3的包络曲线C＇。所述内摆线C为滚圆Ⅰ1内切于基圆Ⅰ2作无滑动的滚动时，滚圆Ⅰ1圆周上一个定点M的轨迹。所述滚圆Ⅰ1的半径为r₁。所述基圆Ⅰ2的半径为r₂。

所述外转子20的齿廓型线为半径均为r₇且中心在内摆线D上的一组轨迹圆Ⅱ7的包络曲线D＇。所述内摆线D为滚圆Ⅱ5内切于基圆Ⅱ6作无滑动的滚动时，滚圆Ⅱ5圆周上一个定点N的轨迹。所述滚圆Ⅱ5的半径r₅。所述基圆Ⅱ6的半径r₆。

所述内转子10具有n个齿。所述外转子20具有n+1个齿。所述内转子10和外转子20的中心距为a。其中，n为大于等于3的自然数。r₁＝r₅＝a。r₂＝nr₁。r₆＝(n+1)r₅。r₃＝r₇＝a。在本实施例中，油泵转子组件无间隙啮合。参见图5和图6，油泵转子组件啮合时，内转子10齿顶旋转至与外转子20齿根部重叠时形成包络而不形成封闭腔，避免困油。

本实施例以一种更优的曲线形成内外转子的齿型，避免传统转子泵内转子齿顶的鼓棱和顶切，有效解决传统转子泵工作时齿顶啮合磨损、振动、噪声以及啮合困油等问题，与此时同时增大油泵排量和提高效率。

实施例2：

本实施例提供一种油泵转子组件，包括布置在壳体30转子腔内的内转子10和外转子20。

参见图1，所述内转子10与外转子20共轭啮合。所述内转子10具有6个齿，所述外转子20具有7个齿。所述外壳30具有用于吸入流体的吸入端口和用于排放流体的排出端口。内转子10与外转子20共轭定比传动。内转子的中心为O_i，外转子的中心为O_o，内转子10和外转子20的中心距为a。

参见图2，所述内转子10的齿廓型线形成过程如下：滚圆Ⅰ1与固定的基圆Ⅰ2相内切并作纯滚动，滚圆Ⅰ1上一点M的轨迹形成内摆线C。内摆线C是闭合的，并且内摆线C有6个尖峰(即尖角，曲线不可微分)。以摆线C上的点为中心的轨迹圆Ⅰ3形成的内包络曲线C′作为内转子10的齿根型线，同时以6个尖峰处的轨迹圆Ⅰ3圆弧作为齿顶型线。

参见图3，所述油泵转子组中外转子20的齿廓型线形成过程如下：滚圆Ⅱ5在固定的基圆Ⅱ6相内切并作纯滚动，滚圆Ⅱ5上一点N的轨迹形成内摆线D。内摆线D是闭合的，并且内摆线D有7个尖峰(即尖角，曲线不可微分)。以摆线D上的点为中心的轨迹圆Ⅱ7形成的内包络曲线D′作为外转子20的齿顶型线，同时以7个尖峰处的轨迹圆Ⅱ7圆弧作为齿根型线。

参见图4，在本实施例中，内转子10与外转子20中心距为a＝2.1mm，啮合间隙t＝0.08mm。滚圆Ⅰ1的半径r₁＝2.1mm，基圆Ⅰ2的半径r₂＝6×2.1mm＝12.6mm。轨迹圆Ⅰ3的半径r₃＝2.1mm-0.04mm＝2.06mm。滚圆Ⅱ5的半径r₅＝2.1mm。基圆Ⅱ6的半径r₆＝7×2.1mm＝14.7mm。轨迹圆Ⅱ7的半径r₇＝2.1mm+0.04mm＝2.14mm。

本实施例以适当的参数设定内外转子齿型，并设定适当的啮合间隙，避免传统转子泵内转子齿顶的鼓棱和顶切，有效解决传统转子泵工作时齿顶啮合磨损、振动、噪声以及啮合困油等问题，与此时同时增大油泵排量和提高效率。

Claims (4)

1.一种油泵转子组件，其特征在于：包括布置在壳体(30)转子腔内的内转子(10)和外转子(20)；

所述内转子(10)的齿廓型线为半径均为r₃且中心在内摆线C上的一组轨迹圆Ⅰ(3)的包络曲线C＇；所述内摆线C为滚圆Ⅰ(1)内切于基圆Ⅰ(2)作无滑动的滚动时，滚圆Ⅰ(1)圆周上一个定点M的轨迹；所述滚圆Ⅰ(1)的半径为r₁；所述基圆Ⅰ(2)的半径为r₂；

所述外转子(20)的齿廓型线为半径均为r₇且中心在内摆线D上的一组轨迹圆Ⅱ(7)的包络曲线D＇；所述内摆线D为滚圆Ⅱ(5)内切于基圆Ⅱ(6)作无滑动的滚动时，滚圆Ⅱ(5)圆周上一个定点N的轨迹；所述滚圆Ⅱ(5)的半径r₅；所述基圆Ⅱ(6)的半径r₆；

所述内转子(10)具有n个齿；所述外转子(20)具有n+1个齿；所述内转子(10)和外转子(20)的中心距为a；其中，n为大于等于3的自然数；r₁＝r₅＝a；r₂＝nr₁；r₆＝(n+1)r₅；r₃+r₇＝2a；

油泵转子组件啮合时，内转子(10)齿顶旋转至与外转子(20)齿根部重叠时形成包络而不形成封闭腔。

2.根据权利要求1所述的一种油泵转子组件，其特征在于：r₃＝r₇。

3.根据权利要求1所述的一种油泵转子组件，其特征在于：所述内转子(10)和外转子(20)的啮合间隙为t；r₇-r₃＝t。

4.根据权利要求3所述的一种油泵转子组件，其特征在于：r₃＝a-t/2，r₇＝a+t/2。

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