CN115405518A - 内啮合摆线齿轮泵及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内啮合摆线齿轮泵及其设计方法，内啮合摆线齿轮泵包括泵体、转动轴及相互啮合的内转子和外转子。泵体内部具有腔室，内转子和外转子可转动地固定于该腔室内，且转动轴一端通过设于泵体的过孔穿设于该腔室内，与内转子固定连接。内转子和外转子偏心设置，形成供油腔和压油腔，泵体设有进油孔和出油孔，分别连通于供油腔和油腔。外转子内侧壁设有若干第一齿块，每相邻两第一齿块之间形成一第一齿槽，内转子外侧壁设有若干第二齿块，每相邻两第二齿块之间形成一第二齿槽，第一齿槽适配于第二齿块，第二齿槽适配于第一齿块。第一齿块齿廓包括第一圆弧及对称分布于第一圆弧两侧的第二圆弧，增大了油腔体积，泵油效率得到提升。

Description

内啮合摆线齿轮泵及其设计方法

技术领域

本发明涉及容积式液压泵技术领域，尤指一种内啮合摆线齿轮泵及其设计方法。

背景技术

内啮合泵由于结构紧凑、流量脉动小、自吸性能好、使用寿命长等优点，广泛应用于许多工业领域。现有的内啮合泵分为渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵。

图1是目前广泛应用的内啮合渐开线齿轮泵的工作示意图。图中，内转子100和外转子200偏心布置，且内转子100和外转子200之间设置有一个月牙形楔块300。该种内啮合泵通常由内转子100驱动外转子200旋转，利用内转子100和外转子200配合的齿槽容积变化，从供油腔600吸油，再从压油腔700排出。而内啮合渐开线齿轮泵需设置月牙形楔块300，且楔块300在与齿轮配合处应留有一定的配合间隙，高压油液在此间隙处容易反向泄漏。具体可见图1所示位于12点钟方向(即图示正上方)的配合间隙油腔，当该配合间隙油腔从侧边转至12点钟方向时，其容积先是由大变小并挤压油液，容易造成困油；之后，当该配合间隙油腔从12点钟方向转至侧边时，其容积由小变大，容易形成真空，使得油泵传动不平稳，在一定程度上导致效率下降。

图2是传统的内啮合摆线齿轮泵的工作示意图。图中，外转子200和内转子100偏心布置，且外转子200的齿廓通常是一段凸圆弧，内转子100的齿廓是一段与该凸圆弧相互共轭的内凹摆线。如此，在任一工作位置，内转子100和外转子200的每个齿面都始终贴紧并且相互啮合。同时，内转子100和外转子200存在齿数差，使得内转子100和外转子200的齿槽被相互啮合的齿面隔断为多个独立的油腔。当内转子100驱动外转子200旋转时，这些油腔经过供油腔600时，容积由小变大，吸入油液；当这些油腔经过压油腔700时，容积变小，将油液排出。相较于渐开线齿轮泵，摆线齿轮泵省去了楔块300，啮合重合系数大，工作更加平稳。

但是，传统的内啮合摆线齿轮泵除了较小的顶部配合区域(即图2所示12点钟方向或正上方)以外，几乎所有的内转子100和外转子200的配合处都是圆弧和摆线同时在啮合。这样，每个齿面啮合处的压力角在传动时都各不相同，而且远远大于20°，甚至当外转子200圆弧处于12点钟方向时，该处的压力角为90°，垂直于传动旋转方向，传动效率极低，从而导致内啮合摆线齿轮泵的载荷承载能力小，传动效率低于内啮合渐开线齿轮泵，许用转速低、油压力小，通常只能在对油泵压力要求不高的工况下使用。而且，由于外转子200的圆弧、内转子100的摆线都是关于半径垂直对称设置的，曲线弯曲度较小，油腔难以做大，排量都比较小，只适合于作为小流量泵使用。

此外，参见图2，位于图中底部区域的两油腔之间，为防止反向窜油，应使该处的内转子100和外转子200相互啮合，减小配合间隙，保证泵油压力。而对于两侧的油腔来说，没有必要使内转子100和外转子200相互啮合来进行密封，但是，基于传统内啮合摆线齿轮泵的工作原理，该处的内转子100和外转子200仍在啮合，这样会造成一定的机械损失，影响该内啮合摆线齿轮泵的使用性能。

因此，如何对现有技术中存在的技术缺陷进行改进，一直是本领域普通技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种内啮合摆线齿轮泵及其设计方法，将传统的外转子的齿廓从由一段圆弧组成改为由三段圆弧组成，并使内转子的相应部分适配于外转子齿廓，能够有效提高内啮合摆线齿轮泵的承载能力，扩大油腔体积，提高排油量。同时，还减少了内转子和外转子之间的机械摩擦，提高了泵油效率。

本发明提供的技术方案如下：

一种内啮合摆线齿轮泵，包括：

泵体、转动轴及相互啮合的内转子和外转子；

所述泵体内部具有一腔室，所述内转子和所述外转子可转动地固定于所述腔室内；

所述转动轴一端通过一设于所述泵体的过孔穿设于所述腔室内，与所述内转子固定连接；

所述内转子和所述外转子偏心设置，形成供油腔和压油腔，所述泵体设有进油孔和出油孔，分别连通于所述供油腔和所述压油腔；

所述外转子内侧壁设有若干第一齿块，且每相邻两所述第一齿块之间形成一第一齿槽，及所述内转子外侧壁设有若干第二齿块，且每相邻两所述第二齿块之间形成一第二齿槽，所述第一齿槽适配于所述第二齿块，所述第二齿槽适配于所述第一齿块；

其中，所述第一齿块齿廓包括第一圆弧及对称分布于所述第一圆弧两侧的第二圆弧。

在一些实施方式中，所述第二圆弧和所述外转子节圆具有交点，所述交点和所述外转子节圆圆心的连线与所述交点对应所述第二圆弧朝向所述外转子内部所作切线的夹角为20°。

在一些实施方式中，所述第一齿块的数量比所述第二齿块的数量多一个，且所述外转子齿根圆的直径比所述内转子齿顶圆的直径多一个所述第一齿块的齿高大小；及

所述第二齿块侧壁包括第一作用面及对称分布于所述第一作用面两侧的第二作用面，所述第一作用面和所述第二作用面呈圆弧过渡。

在一些实施方式中，所述内转子设有一供所述转动轴穿入的安装孔；

所述转动轴侧壁和所述安装孔孔壁均设有一开槽，两所述开槽形成一安装工位，一平键设于所述安装工位内，使所述内转子和所述转动轴同步转动。

在一些实施方式中，所述泵体包括具有开口的第一壳体和盖设于所述第一壳体的第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体共同形成所述腔室；

所述内转子和所述外转子可转动地固定于所述第一壳体开口内，且所述第一壳体开口处罩设有一罩壳，所述罩壳在所述第二壳体的作用下压紧于所述第一壳体、所述内转子和所述外转子。

在一些实施方式中，所述第二壳体朝向所述罩壳的一侧设有至少一安装槽，所述安装槽内设有弹性件，且所述弹性件朝向所述罩壳的一侧设有钢球，所述钢球抵接于所述罩壳。

在一些实施方式中，所述罩壳朝向所述第二壳体的一侧设有至少一卡块，所述第二壳体对应所述卡块处设有卡槽，所述卡块和所述卡槽相限位配合，以限制所述罩壳相对所述第二壳体转动。

在一些实施方式中，所述转动轴与所述内转子固定连接的一端，且位于所述内转子远离所述第二壳体的一侧设有第一轴承，所述腔室对应所述第一轴承处设有第一避让槽；

所述转动轴远离所述内转子的一端，且位于所述过孔内设有第二轴承，所述第二壳体对应所述第二轴承处设有第二避让槽。

在一些实施方式中，所述第一轴承为滚针轴承，所述第二轴承为球轴承；

所述第二轴承远离所述第二壳体的一侧设有第一挡圈，所述第一挡圈内嵌于所述第二避让槽；及

所述第二轴承朝向所述第二壳体的一侧设有第二挡圈，所述第二挡圈套设于所述转动轴。

本发明还提供一种内啮合摆线齿轮泵的设计方法，包括：

根据所述内啮合摆线齿轮泵的驱动转速、所需流量及容积效率，计算所述内啮合摆线齿轮泵每转的排量；

确定所述内啮合摆线齿轮泵外转子的齿数n、齿高、厚度及模数m，以及内转子的齿数、齿高、厚度及模数，从而确定所述外转子和所述内转子的偏心量和节圆；

根据所述外转子的齿数n，在所述外转子上划分n个等分线，每一等分线对应一所述外转子的齿块；

确定所述外转子齿顶圆及齿根圆的大小，并在等分线上选取圆心作半径为1.5m～2.5m的第一圆弧，所述第一圆弧与所述外转子齿顶圆外切，与所述外转子齿根圆相交；

在等分线两侧分别作一经所述外转子节圆圆心的第一射线，所述第一射线与等分线之间的夹角为(360/4n)°，在所述第一射线与所述外转子节圆的交点处朝向等分线作一与所述外转子节圆相切的第二射线，在所述第二射线远离所述外转子节圆的一侧作一经所述交点的第三射线，所述第三射线与所述第二射线之间的夹角为20°，在所述第三射线上选取圆心作半径为3m～4m的第二圆弧，所述第二圆弧与所述第一圆弧和所述外转子齿根圆相交，所述第一圆弧和位于所述第一圆弧两侧的所述第二圆弧共同形成所述外转子齿块的齿廓；

根据所述外转子齿块的齿廓形状确定所述内转子齿块的齿廓形状，并对所述外转子和所述内转子的齿块修型。

本发明的技术效果在于：

1、本专利中，通过将第一齿块的齿廓从传统的由一段圆弧组成改为由三段圆弧组成，并使内转子第二齿槽及第二齿块与外转子的第一齿块及第一齿槽相适配，从而提高了本发明所提供的内啮合摆线齿轮泵的承载能力、许用转速和泵油压力。此外，该种设置还能够扩大内转子和外转子所形成的供油腔和压油腔，并减少内转子和外转子之间的机械摩擦，从而在极大程度上提高了该内啮合摆线齿轮泵的泵油排量及泵油效率。

2、本专利中，通过在第一壳体上设置安装槽及装设于该安装槽的弹性件和钢球，使得罩壳能够一直被压紧于第一壳体、内转子和外转子，不会因受到振动而产生间隙，保证了内啮合摆线齿轮泵的密封性。此外，本专利在罩壳和第二壳体上分别设置了能够限位配合的卡块和卡槽，使得罩壳不会被转动轴带动或是受到振动而转动，进一步提高了内啮合摆线齿轮泵的密封性。

3、本专利中，在转动轴上设置了第一轴承和第二轴承，使得转动轴能够更为顺畅、平稳地转动，泵油效率高。其中，第一轴承为滚针轴承，第二轴承为球轴承，如此，既能够对转动轴进行限位，避免其发生径向晃动或轴向窜动，又能方便零件的安装及布局，优化了结构设置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是现有技术中内啮合渐开线齿轮泵的工作示意图；

图2是现有技术中内啮合摆线齿轮泵的工作示意图；

图3是本发明所提供的第一齿块的结构示意图；

图4是本发明所提供的内转子和外转子未修型时的关系视图；

图5是图4所示第二齿块需修型部位的示意图；

图6是本发明所提供的内转子和外转子修型后的关系视图；

图7是本发明所提供的内啮合摆线齿轮泵的截面视图。

附图标号说明：

100、内转子；110、第二齿块；111、第一作用面；112、第二作用面；120、第二齿槽；130、安装孔

200、外转子；210、第一齿块；211、第一圆弧；212、第二圆弧；220、第一齿槽；

300、楔块；

400、泵体；410、腔室；411、第一避让槽；420、第一壳体；421、进油孔；422、出油孔；430、第二壳体；431、安装槽；432、弹性件；433、钢球；434、卡槽；435、第二避让槽；440、罩壳；441、卡块；

500、转动轴；510、第一轴承；520、第二轴承；530、第一挡圈；540、第二挡圈；

600、供油腔；

700、压油腔；

801、节圆；802、开槽；803、平键；804、等分线；805、第一射线；806、第二射线；807、第三射线。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本发明的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用以区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

根据本发明提供的一个具体实施例，参见图3至图7，一种内啮合摆线齿轮泵及其设计方法。内啮合摆线齿轮泵具体可包括泵体400、转动轴500及相互啮合的内转子100和外转子200。其中，泵体400内部具有一腔室410，内转子100和外转子200可转动地固定于该腔室410内。此时，转动轴500一端通过一设于泵体400的过孔穿设于腔室410内，与内转子100固定连接。内转子100和外转子200偏心设置，形成供油腔600和压油腔700，且泵体400设有进油孔421和出油孔422，分别连通于供油腔600和压油腔700。具体地，外转子200内侧壁设有若干第一齿块210，且每相邻两第一齿块210之间形成一第一齿槽220，及内转子100外侧壁设有若干第二齿块110，且每相邻两第二齿块110之间形成一第二齿槽120，其中，第一齿槽220适配于第二齿块110，第二齿槽120适配于第一齿块210。值得注意的是，第一齿块210齿廓包括第一圆弧211及对称分布于第一圆弧211两侧的第二圆弧212。

本实施例中，通过将第一齿块210的齿廓从传统的由一段圆弧组成改为由三段圆弧组成，并使内转子100第二齿槽120及第二齿块110与外转子200的第一齿块210及第一齿槽220相适配，使得该第二齿块110的齿廓具有和第一齿块210齿廓上的第二圆弧212共轭的摆线，从而使得内转子100和外转子200之间能够保持严密的共轭啮合。如此，当内转子100在转动轴500的驱动下带动外转子200旋转时，位于供油腔600和压油腔700之间的第一齿块210和第二齿块110能够相啮合，对供油腔600和压油腔700进行密封和保压，避免反向窜油。

此外，本实施例所提供的第一齿块210及第二齿块110的齿廓还与常用的内啮合渐开线齿轮泵的齿块齿廓相仿，在一定程度上提高了内啮合摆线齿轮泵的承载能力、许用转速和泵油压力。同时，该种结构还扩大了内转子100和外转子200所形成的供油腔600和压油腔700，减少了内转子100和外转子200之间的机械摩擦，在极大程度上提高了内啮合摆线齿轮泵的泵油排量及泵油效率，使得该内啮合摆线齿轮泵能够胜任一般内啮合渐开线齿轮泵能够使用的工况，兼具内啮合渐开线齿轮泵和内啮合摆线齿轮泵的优点。

具体地，参见图1，第二圆弧212和外转子200节圆801具有交点，该交点和外转子200节圆801圆心的连线与该交点对应第二圆弧212朝向外转子200内部所作切线的夹角为20°，如此，当内转子100和外转子200在转动轴500的带动下转动时，第一齿块210和第二齿块110啮合处的压力角较小，传动效率高，从而提高了本实施例所提供的内啮合摆线齿轮泵的承载能力、许用转速和泵油压力。

值得注意的是，参见图1至图6，第一圆弧211和第二圆弧212均为外凸的圆弧，便于用户确定内转子100第二齿块110齿廓的共轭摆线，来实现内转子100和外转子200的啮合传动，并确保供油腔600和压油腔700被隔断。

具体地，参见图4及图6，第一齿块210的数量比第二齿块110的数量多一个，且外转子200齿根圆的直径比内转子100齿顶圆的直径多一个第一齿块210的齿高大小。

本实施例利用内转子100和外转子200的齿轮差，形成了上述提到的供油腔600和压油腔700。同时，外转子200齿根圆的直径比内转子100齿顶圆的直径多一个第一齿块210的齿高大小，使得位于供油腔600和压油腔700之间的第一齿块210和第二齿块110能够如上面所提到的一样相啮合，对供油腔600和压油腔700进行密封和保压，避免反向窜油。

当然，一般来说，外转子200上设置的第一齿块210的数量比内转子100上设置的第二齿块110的数量多一个，但在实际生产中，两者之间的数量差可根据实际情况灵活设置，在此不作限制，均在本发明的保护范围之内。

在本实施例中，参见图4至图6，为保证内转子100和外转子200在转动过程中不会发生干涉，第二齿块110侧壁包括第一作用面111及对称分布于第一作用面111两侧的第二作用面112，且第一作用面111和第二作用面112呈圆弧过渡。当然，该设置除了能够避免内转子100和外转子200在转动过程中发生干涉，还能够使位于供油腔600和压油腔700中间的第一齿块210和第二齿块110相啮合时，其余部分的第一齿块210和第二齿块110不啮合，减少机械摩擦，将机械损失降到最低，提高了本实施例所提供的内啮合摆线齿轮泵的使用性能及工作效率。

值得注意的是，此时分布于第一作用面111两侧的第二作用面112的截面轮廓即为第二齿块110与第二圆弧212共轭的摆线。

具体地，参见图6及图7，内转子100设有一供转动轴500穿入的安装孔130，转动轴500侧壁和安装孔130孔壁均设有一开槽802，两开槽802形成一安装工位，一平键803设于安装工位内，使内转子100和所述转动轴500同步转动。

当转动轴500驱动内转子100及与内转子100相啮合的外转子200转动时，内转子100和外转子200对应供油腔600的配合间隙变大，进油孔421吸油，对应压油腔700的配合间隙则变小，出油孔422排油。

在一个具体实施例中，参见图7，泵体400包括具有开口的第一壳体420和盖设于第一壳体420的第二壳体430，第一壳体420和第二壳体430共同形成上述腔室410。内转子100和外转子200则可转动地固定于第一壳体420开口内，且第一壳体420开口处罩设有一第二避让槽440，该第二避让槽440在第二壳体430的作用下压紧于第一壳体420、内转子100和外转子200。此时，进油孔421和出油孔422为于第一壳体420开口底部且分别对应供油腔600和压油腔700设置。

本实施例通过设置第二避让槽440，并使其在第二壳体430的作用下压紧于第一壳体420、内转子100和外转子200，提高了内啮合摆线齿轮泵的密封性，工作效率更高且安全性能好。同时，第二避让槽440还嫩贵外转子200和内转子100起到一定的保护作用，使其更不容易损坏，使用寿命得到提升。具体地，第一壳体420和第二壳体430通过螺栓拧紧实现固定连接，且第一壳体420和第二壳体430连接处设有密封垫密封。

优选地，参见图7，第二壳体430朝向第二避让槽440的一侧设有至少一安装槽431，该安装槽431内设有弹性件432，且弹性件432朝向第二避让槽440的一侧设有抵接于第二避让槽440的钢球433，使得第二避让槽440能够一直被压紧于第一壳体420、内转子100和外转子200，不会因受到振动而产生间隙，保证了内啮合摆线齿轮泵的密封性。本实施例中，弹性件432优选为拉簧，当然，也可用弹片或其他弹性结构替代。

在实际生产中，安装槽431及设于安装槽431内的弹性件432和钢球433的数量均可根据实际需要灵活设置，在此不作限制，均在本发明的保护范围之内。

进一步地，参见图7，第二避让槽440朝向第二壳体430的一侧设有至少一卡块441，且第二壳体430对应卡块441处设有卡槽434，卡块441和卡槽434相限位配合，以限制第二避让槽440相对第二壳体430转动，使得第二避让槽440不会被转动轴500带动或是受到振动而转动，进一步提高了内啮合摆线齿轮泵的密封性。

更进一步地，参见图7，转动轴500与内转子100固定连接的一端，且位于内转子100远离第二壳体430的一侧设有第一轴承510，腔室410对应该第一轴承510处设有第一避让槽411。相对地，转动轴500远离内转子100的一端，且位于过孔内设有第二轴承520，第二壳体430对应第二轴承520处设有第二避让槽435。

本实施例通过在转动轴500上设置第一轴承510和第二轴承520，使得转动轴500能够更为顺畅、平稳地转动，泵油效率高。其中，第一轴承510为滚针轴承，第二轴承520为球轴承，且第二轴承520远离第二壳体430的一侧设有第一挡圈530，该第一挡圈530内嵌于第二避让槽435。相对地，第二轴承520朝向第二壳体430的一侧设有第二挡圈540，该第二挡圈540套设于转动轴500。

本实施例中，通过设置第一轴承510来限制转动轴500的径向晃动，通过设置第二轴承520来限制转动轴500的径向晃动及轴向窜动，既能保证转动轴500的平稳转动，又不会过度定位导致加工难度变高。而且，本实施例中，通过将只限制转动轴500的径向晃动的第一轴承510设于腔室410内，便于整体结构的布局及安装，使得本实施例所提供的内啮合摆线齿轮泵的内部结构更为紧凑有效，优化了结构设置。此外，本实施例分别在转动轴500的两端用孔用的第一挡圈530和轴用的第二挡圈540来限制第二轴承520的轴向窜动，限位效果更好。

通常情况下，本实施例所提供的内啮合摆线齿轮泵在机器内部使用，因为还有其他齿轮、轴类零件需要润滑，所以没有设置油封。若该内啮合摆线齿轮泵需要在机器外部使用时，可以在转动轴500与第二壳体430之间设置旋转油封来进行密封。

参见图2至图6，本发明还一种内啮合摆线齿轮泵的设计方法，具体可包括如下步骤：

S1、根据内啮合摆线齿轮泵的驱动转速、所需流量及容积效率，计算内啮合摆线齿轮泵每转的排量。

S2、确定内啮合摆线齿轮泵外转子200的齿数n、齿高、厚度及模数m，以及内转子100的齿数、齿高、厚度及模数，从而确定外转子200和内转子100的偏心量和节圆801。一般来说，内转子100的齿数为n-1，如本实施例中所需的外转子200的齿数为九个，那么，内转子100的齿数应为8个，当然，在实际情况下内转子100的齿数还可比外转子200的齿数n少两个或三个，不作限制。此时，外转子200和内转子100的偏心量应为m/2。值得说明的是，齿高很重要，因为在偏心传动时，为了保持密封，内转子100齿顶圆需要和外转子200的齿根圆相切，且内转子100的齿顶圆直径与外转子200的齿顶圆直径正好相差一个外转子200的齿高。

S3、根据外转子200的齿数n，在外转子200上划分n个等分线804，每一等分线804对应一所述外转子200的齿块。确定外转子200齿顶圆及齿根圆的大小，并在等分线804上选取圆心作半径为1.5m～2.5m的第一圆弧211，该第一圆弧211与外转子200齿顶圆外切，与外转子200齿根圆相交。具体地，若外转子200的齿数为九个，那么就是划分就等分线804。

S4、在等分线804两侧分别作一经外转子200节圆801圆心的第一射线805，该第一射线805与等分线804之间的夹角为(360/4n)°，在第一射线805与外转子200节圆801的交点处朝向等分线804作一与外转子200节圆801相切的第二射线806，在第二射线806远离外转子200节圆801的一侧作一经所述交点的第三射线807，该第三射线807与第二射线806之间的夹角为20°，在第三射线807上选取圆心作半径为3m～4m的第二圆弧212，第二圆弧212与第一圆弧211和外转子200齿根圆相交，第一圆弧211和位于第一圆弧211两侧的第二圆弧212共同形成外转子200齿块的齿廓。具体地，若外转子200的齿数为九个，那么第一射线805与等分线804之间的夹角为10°。

S5、根据外转子200齿块的齿廓形状确定内转子100齿块的齿廓形状，并对外转子200和内转子100的齿块修型。具体可理解为在内转子100的齿块边缘作圆角，该圆角的半径通常为1.2～1.6m，既能避免内转子100和外转子200在转动过程中发生干涉，又能够减少机械摩擦，将机械损失降到最低，从而提高内啮合摆线齿轮泵的使用性能及工作效率。

本发明所提供的内啮合摆线齿轮泵工作效率高，转速可达4000r/min，泵油压力可达20MPa，而且结构简单、体积小，不需要设置楔块，传动平稳、噪声小、压力波动小，使用性能极强。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，包括：

泵体、转动轴及相互啮合的内转子和外转子；

所述泵体内部具有一腔室，所述内转子和所述外转子可转动地固定于所述腔室内；

所述转动轴一端通过一设于所述泵体的过孔穿设于所述腔室内，与所述内转子固定连接；

所述内转子和所述外转子偏心设置，形成供油腔和压油腔，所述泵体设有进油孔和出油孔，分别连通于所述供油腔和所述压油腔；

所述外转子内侧壁设有若干第一齿块，且每相邻两所述第一齿块之间形成一第一齿槽，及所述内转子外侧壁设有若干第二齿块，且每相邻两所述第二齿块之间形成一第二齿槽，所述第一齿槽适配于所述第二齿块，所述第二齿槽适配于所述第一齿块；

其中，所述第一齿块齿廓包括第一圆弧及对称分布于所述第一圆弧两侧的第二圆弧。

2.根据权利要求1所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于,

所述第二圆弧和所述外转子节圆具有交点，所述交点和所述外转子节圆圆心的连线与所述交点对应所述第二圆弧朝向所述外转子内部所作切线的夹角为20°。

3.根据权利要求1或2所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述第一齿块的数量比所述第二齿块的数量多一个，且所述外转子齿根圆的直径比所述内转子齿顶圆的直径多一个所述第一齿块的齿高大小；及

所述第二齿块侧壁包括第一作用面及对称分布于所述第一作用面两侧的第二作用面，所述第一作用面和所述第二作用面呈圆弧过渡。

4.根据权利要求1或2所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述内转子设有一供所述转动轴穿入的安装孔；

所述转动轴侧壁和所述安装孔孔壁均设有一开槽，两所述开槽形成一安装工位，一平键设于所述安装工位内，使所述内转子和所述转动轴同步转动。

5.根据权利要求1或2所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述泵体包括具有开口的第一壳体和盖设于所述第一壳体的第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体共同形成所述腔室；

所述内转子和所述外转子可转动地固定于所述第一壳体开口内，且所述第一壳体开口处罩设有一罩壳，所述罩壳在所述第二壳体的作用下压紧于所述第一壳体、所述内转子和所述外转子。

6.根据权利要求5所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述第二壳体朝向所述罩壳的一侧设有至少一安装槽，所述安装槽内设有弹性件，且所述弹性件朝向所述罩壳的一侧设有钢球，所述钢球抵接于所述罩壳。

7.根据权利要求5所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述罩壳朝向所述第二壳体的一侧设有至少一卡块，所述第二壳体对应所述卡块处设有卡槽，所述卡块和所述卡槽相限位配合，以限制所述罩壳相对所述第二壳体转动。

8.根据权利要求5所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述转动轴与所述内转子固定连接的一端，且位于所述内转子远离所述第二壳体的一侧设有第一轴承，所述腔室对应所述第一轴承处设有第一避让槽；

所述转动轴远离所述内转子的一端，且位于所述过孔内设有第二轴承，所述第二壳体对应所述第二轴承处设有第二避让槽。

9.根据权利要求8所述的内啮合摆线齿轮泵，其特征在于，

所述第一轴承为滚针轴承，所述第二轴承为球轴承；

所述第二轴承远离所述第二壳体的一侧设有第一挡圈，所述第一挡圈内嵌于所述第二避让槽；及

所述第二轴承朝向所述第二壳体的一侧设有第二挡圈，所述第二挡圈套设于所述转动轴。

10.一种内啮合摆线齿轮泵的设计方法，其特征在于，包括：

根据所述内啮合摆线齿轮泵的驱动转速、所需流量及容积效率，计算所述内啮合摆线齿轮泵每转的排量；

确定所述内啮合摆线齿轮泵外转子的齿数n、齿高、厚度及模数m，以及内转子的齿数、齿高、厚度及模数，从而确定所述外转子和所述内转子的偏心量和节圆；

根据所述外转子的齿数n，在所述外转子上划分n个等分线，每一等分线对应一所述外转子的齿块；

确定所述外转子齿顶圆及齿根圆的大小，并在等分线上选取圆心作半径为1.5m～2.5m的第一圆弧，所述第一圆弧与所述外转子齿顶圆外切，与所述外转子齿根圆相交；

在等分线两侧分别作一经所述外转子节圆圆心的第一射线，所述第一射线与等分线之间的夹角为(360/4n)°，在所述第一射线与所述外转子节圆的交点处朝向等分线作一与所述外转子节圆相切的第二射线，在所述第二射线远离所述外转子节圆的一侧作一经所述交点的第三射线，所述第三射线与所述第二射线之间的夹角为20°，在所述第三射线上选取圆心作半径为3m～4m的第二圆弧，所述第二圆弧与所述第一圆弧和所述外转子齿根圆相交，所述第一圆弧和位于所述第一圆弧两侧的所述第二圆弧共同形成所述外转子齿块的齿廓；

根据所述外转子齿块的齿廓形状确定所述内转子齿块的齿廓形状，并对所述外转子和所述内转子的齿块修型。

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