CN115585130A - 一种双向啮合齿轮及含有双向啮合齿轮的滑油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双向啮合齿轮，双向啮合齿轮包括2个结构相同且相互啮合的齿轮组件；齿轮组件包括内齿轮和外齿轮，内齿轮外周面设有内啮合齿，外齿轮位于内齿轮外部，且外齿轮内周面加工有与内啮合齿相互啮合的内啮合型线，外齿轮的外周面加工有外啮合齿。还提供了一种滑油泵，包括滑油泵壳体，滑油泵壳体内设有分油盘、主动轴、从动轴、以及双向啮合齿轮；主动轴上设有双向啮合齿轮的一个齿轮组件，从动轴设有双向啮合齿轮的另一个齿轮组件，且两个齿轮组件位于分油盘同一侧且相互啮合在一起。含有双向啮合齿轮的滑油泵，能够实现大排量、高效率、轻重量的设计目标，使滑油泵布局、性能、效率更加优越，提升了滑油泵应用的适应能力。

Description

一种双向啮合齿轮及含有双向啮合齿轮的滑油泵

技术领域

本发明属于发动机领域，涉及发动机滑油泵设计技术，具体为一种双向啮合齿轮及含有双向啮合齿轮的滑油泵。

背景技术

目前随着滑油泵大排量需求的不断提升，传统的滑油泵设计中，一般是采用提高滑油泵转速、增大齿厚来提升排量，但其会造成滑油泵重量的线性增加、降低滑油泵的效率，不利于滑油泵效率的保持。同时，滑油泵重量增加直接会导致发动机性能指标的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向啮合齿轮及含有双向啮合齿轮的滑油泵，双向啮合齿轮能够实现滑油泵大排量、高效率、轻重量的设计目标，解决了传统滑油泵结构单一、排量随重量同比增长、效率低的问题，使滑油泵的布局、性能、效率更加优越，提升了滑油泵应用于发动机的适应能力。

实现发明目的的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种双向啮合齿轮，2个结构相同且相互啮合的齿轮组件；

所述齿轮组件包括内齿轮，所述内齿轮的中心设有转轴安装孔，所述内齿轮的外周面设有内啮合齿；

所述内齿轮的外部设有外齿轮，所述外齿轮的内周面加工有与所述内啮合齿相互啮合的内啮合型线，且所述外齿轮的外周面加工有外啮合齿。

进一步的，所述内齿轮上加工有减重槽。

进一步的，所述内啮合型线为摆线型线，且所述外齿轮相对于所述内齿轮的偏心距为1～6mm。

第二方面，本发明提供了一种滑油泵，包括滑油泵壳体，所述滑油泵壳体内设有分油盘、主动轴、从动轴、以及第一方面中所述的双向啮合齿轮；

所述主动轴上设有所述双向啮合齿轮的一个所述齿轮组件，所述从动轴设有所述双向啮合齿轮的另一个所述齿轮组件，且两个所述齿轮组件位于所述分油盘同一侧且相互啮合在一起。

进一步的，所述分油盘包括沿进油口至出油口方向的前支座分油盘、级间分油盘、后支座分油盘。

进一步的，所述级间分油盘至少有1个，所述级间分油盘上设有镜像对称且连接在一起的主动轴安装孔和从动轮安装孔，且所述级间分油盘还设有进油与出油的隔离密封结构。

进一步的，所述隔离密封结构包括位于位于所述主动轴安装孔的外侧的第一密封结构、位于所述从动轮安装孔的外侧且与所述第一密封结构镜像对称的第二密封结构、位于所述主动轴安装孔与所述从动轮安装孔之间的第三密封结构；

所述第一密封结构和所述第二密封结构均包括外啮合密封结构和内啮合密封结构，所述外啮合密封结构外侧面与所述滑油泵壳体内壁接触，所述外啮合密封结构内侧面与所述齿轮组件的外齿轮的齿面间隙配合；所述内啮合密封结构与所述内啮合齿和所述内啮合型线之间的齿面间隙配合；

所述第三密封结构与所述双向啮合齿轮的两个所述外齿轮之间的齿面间隙配合。

进一步的，所述主动轴上设有挡圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的滑油泵，打破以往传统滑油结构，成功解决了单位流量低，大排量下重量重、效率低的问题，对滑油泵的设计具有重要意义，其相较于以往内啮合滑油泵具有以下几点优势：

1.创新的采用了双向啮合齿轮，即具有1个外啮合+2个内啮合，其是一种全新紧凑的滑油泵结构，使单级滑油泵的吸油能力大大提升，且在增大排量的同时降低了自身重量。

2.双向啮合齿轮结构实现了内啮合齿轮泵供油和功率传输两种功能的集成，大大降低了传动结构的复杂度。

3.级间分油盘的设计实现了径向和端面两种进油方式集成，同时实现了双向啮合齿轮的内啮合进油排油和外啮合进油排油的密封隔离功能。

4.对内转子进行拓扑结构优化设计，实现了对转子的减重，减少了端面机械摩擦的情况。

5.将两个外齿轮之间的啮合齿数量，与外齿轮和内齿轮之间的啮合齿数量设置不同，可以同时实现主动轴、从动轴的转速不同，可以为滑油泵的设计及匹配提供了多种选择。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明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，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。

图1为实施例1中双向啮合齿轮的结构示意图；

图2为实施例1中双向啮合齿轮的外齿轮的结构示意图；

图3为实施例1中双向啮合齿轮的内齿轮的结构示意图；

图4为实施例2中滑油泵的结构示意图；

图5为实施例2中滑油泵的剖面和进油及出油示意图；

图6为实施例2中级间分油盘的示意图；

图7为实施例2中级间分油盘与双向啮合齿轮的装配示意图；

其中，100.内齿轮；101转轴安装孔；102.内啮合齿；200.外齿轮；210.内啮合型线；220.外啮合齿；300.减重槽；1.挡圈；2.滑油泵壳体；201.进油口；202.出油口；3.从动轴；4.滑动轴承；5.前支座分油盘；6.齿轮组件；8.级间分油盘；801.外啮合密封结构；802.主动轴安装孔；803.从动轴安装孔；804.内啮合密封结构；805.第三密封结构；10.后支座分油盘；11.自锁螺母；17.主动轴。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1：

本实施例提供了一种双向啮合齿轮，请参图1至图3所示，双向啮合齿轮2个结构相同且相互啮合的齿轮组件。

如图1和图3所示，齿轮组件包括内齿轮100，所述内齿轮100的中心设有转轴安装孔101，所述内齿轮100的外周面设有内啮合齿102。

如图1和图2所示，所述内齿轮100的外部设有外齿轮200，所述外齿轮200的内周面加工有与所述内啮合齿102相互啮合的内啮合型线210，且所述外齿轮100的外周面加工有外啮合齿220。

在一些可选实施例中，如图3所示，所述内齿轮100上加工有减重槽300。

在一些可选实施例中，所述内啮合型线210为摆线型线，且所述外齿轮200相对于所述内齿轮100的偏心距为1～6mm。

在一些可选实施例中，外齿轮200的齿数设计为10～60、模数设计为0.5～5、齿宽设计为2～30mm、压力角设计为5～35度。内齿轮100的齿设计为2～10，转子厚度设计为1～50mm。

本实施例设计的双向啮合齿轮中，其中一个齿轮组件可以安装在主动轴上，另一个齿轮组件可以安装在从动轴上。双向啮合齿轮的工作过程为：主动轴转动即可带动在其上设置中的内齿轮100转动，该内齿轮100带动与其啮合在一起的外齿轮200转动；与此同时，该外齿轮200带动与其啮合的另一个齿轮组件的外齿轮200转动，外齿轮200从而带动其内部啮合的内齿轮100，该内齿轮100带动从动轴的转动，完成了主动轴向从动轮功率的传递。

实施例2：

本实施例提供了一种滑油泵，如图4所示，滑油泵包括滑油泵壳体2，所述滑油泵壳体2内设有分油盘、主动轴17、从动轴3、以及实施例1中所述的双向啮合齿轮。

滑油泵壳体2主要作用起到支撑整体零件安装及为进、出油提供接口，如图5所示，滑油泵壳体2的一端设有进油口201，另一端设有出油口202。

在本实施例中，如图4所示，分油盘包括沿进油口至出油口方向的前支座分油盘5、级间分油盘8、后支座分油盘10。

在一些可选的实施例中，如图6和图7所示，级间分油盘8上设有镜像对称且连接在一起的主动轴安装孔802和从动轮安装孔803，且所述级间分油盘8还设有进油与出油的隔离密封结构，隔离密封结构对进油口201和出油口202进行隔离密封。

在一些可选的实施例中，如图6和图7所示，所述隔离密封结构包括位于所述主动轴安装孔802的外侧的第一密封结构、位于所述从动轮安装孔803的外侧且与所述第一密封结构镜像对称的第二密封结构、位于所述主动轴安装孔802与所述从动轮安装孔803之间的第三密封结构805。

其中，所述第一密封结构和所述第二密封结构均包括外啮合密封结构801和内啮合密封结构804，所述外啮合密封结构801外侧面与所述滑油泵壳体2内壁接触，所述外啮合密封结构801内侧面与所述齿轮组件6的外齿轮的齿面间隙配合；所述内啮合密封结构804与所述内啮合齿102和所述内啮合型线210之间的齿面间隙配合。

在一些可选的实施例中，外啮合密封结构801为弧形面，所述外啮合密封结构801外侧面与所述滑油泵壳体2内壁接触，所述外啮合密封结构801内侧面与所述齿轮组件6的外齿轮的齿面间隙配合。外啮合密封结构801为滑油泵提供了分流与密封作用，提供吸油和排油空间，同时对进油口201和出油口202进行密封隔离。

在一些可选的实施例中，内啮合密封结构804设置在靠近主动轴安装孔802和从动轮安装孔803的位置，内啮合密封结构804与所述内啮合齿102和所述内啮合型线210之间的齿面间隙配合。同时，内啮合密封结构804的形状和位置可以根据内啮合齿102和内啮合型线210之间形成的啮合空间的大小来设置，且内啮合密封结构804的要大于齿面间隙，以保证内啮合密封结构804对齿面间隙的覆盖，起到将双向齿轮的两个内啮合进油口与出油口分开的功能。

在一些可选的实施例中，所述第三密封结构805与所述双向啮合齿轮的两个所述外齿轮200之间的齿面间隙配合，第三密封结构805的形状及大小需要根据两个所述外齿轮200之间形成的齿面间隙的大小和形状决定，同时，第三密封结构805需略大于齿面间隙的大小，以保证工作时该工作面分别与两个相互外啮合的外齿轮200端面间隙配合，起到将双向齿轮的外啮合进油口与出油口分开的功能。

在一些可选的实施例中，所述级间分油盘8至少有1个，相邻的所述级间分油盘8之间、所述级间分油盘8与所述前支座分油盘5之间、所述级间分油盘8与所述后支座分油盘10之间均设有所述双向啮合齿轮。

在本实施例中，如图4、图5、图6所示，所述主动轴17上设有所述双向啮合齿轮的一个所述齿轮组件6，所述从动轴3设有所述双向啮合齿轮的另一个所述齿轮组件6，且两个所述齿轮组件6位于所述分油盘同一侧且相互啮合在一起。

在本实施例中，一个所述齿轮组件6的内齿轮100与外齿轮200之间形成1个进油和排油腔，一个所述齿轮组件6的外齿轮200与另一个所述齿轮组件的外齿轮200之间形成一个进油和排油腔，此时一个双向啮合齿轮即可形成3个进油和排油腔。

在一些可选的实施例中，如图4所示，所述主动轴17上设有挡圈1，挡圈1能够对主动轴17进行轴向限位。

在一些可选的实施例中，如图4所示，所述主动轴17和所述从动轴3上均设有滑动轴承4，滑动轴承4为主动轴17和从动轴3提供支撑。

在本实施例中，主动轴17通过花键连接获得外界的转动动力，主动轴17带动其上的双向啮合齿轮的内齿轮100转动，内齿轮100带动外齿轮200转动，进而可以带动与其啮合的另一个双向啮合齿轮转动，完成了主动轴17向从动轴3的功率的传递。

在一些可选的实施例中，如图4所示，滑油泵壳体2与后支座分油盘10经自锁螺母11连接。

本实施例中，滑油泵的工作原理是：如图4和图5所示，在滑油泵在工作时，滑油泵壳体2提供了滑油泵的进油口201、出油口202、油井结构，当滑油从进油口201位置进入进油井内，首先，通过前支座分油盘5、级间分油盘8、后支座分油盘10的分流吸入的滑油会被分成六部分，其中第一级泵分为3个部分，第二级泵分为3个部分。

首先，主动轴17通过花键连接获得外界的转动动力，主动轴17带动双向啮合齿轮的内齿轮100转动。在第一级泵中，内齿轮100再带动与其啮合的外齿轮200转动，齿轮200转动带动从动轴上的外齿轮200转动，进而再带动从动轴上3的内齿轮100转动。在转动过程中，一部分滑油会进入双向啮合齿轮中一个齿轮组件的内齿轮100与其啮合的外齿轮200的内啮合型线形成的容腔内，另一部分滑油会进入双向啮合齿轮中另一个齿轮组件的内齿轮100与其啮合的外齿轮200的内啮合型线形成的容腔内，最后一部分滑油会进入双向啮合齿轮中2个齿轮组件之间形成的外啮合位置齿间型腔。在前支座分油盘5、级间分油盘8的密封作用下，第一级泵完成从“吸油腔向排油腔”转换的过程保证出口不向进口漏油，进而完成一个完整的“吸油－排油”的过程。

在第二级泵工作过程与第一级泵工作过程相同，在级间分油盘8、后支座分油盘10密封作用下，第二级泵完成从“吸油腔向排油腔”转换的过程保证出口不向进口漏油，进而完成一个完整的“吸油－排油”的过程。两级泵分别兼具了2个内啮合泵和1个外啮合泵的功能，大大提升了滑油泵的工作能力。两级泵相互配合实现对滑油泵轴向施加压紧力矩，保证滑油泵转子的端面间隙，进而保证滑油泵的性能效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种双向啮合齿轮，其特征在于：包括2个结构相同且相互啮合的齿轮组件；

所述齿轮组件包括内齿轮(100)，所述内齿轮(100)的中心设有转轴安装孔(101)，所述内齿轮(100)的外周面设有内啮合齿(102)；

所述内齿轮(100)的外部设有外齿轮(200)，所述外齿轮(200)的内周面加工有与所述内啮合齿(102)相互啮合的内啮合型线(210)，且所述外齿轮(100)的外周面加工有外啮合齿(220)。

2.根据权利要求1所述的双向啮合齿轮，其特征在于：所述内齿轮(100)上加工有减重槽(300)。

3.根据权利要求1所述的双向啮合齿轮，其特征在于：所述内啮合型线(210)为摆线型线，且所述外齿轮(200)相对于所述内齿轮(100)的偏心距为1～6mm。

4.一种滑油泵，其特征在于：包括滑油泵壳体(2)，所述滑油泵壳体(2)内设有分油盘、主动轴(17)、从动轴(3)、以及若干个如权利要求1～3任一项所述的双向啮合齿轮；

所述主动轴(17)设置在所述分油盘的主动轴安装孔上，所述从动轴(3)设置在所述分油盘的从动轴安装孔上；

所述主动轴(17)上设有所述双向啮合齿轮的一个所述齿轮组件(6)，所述从动轴(3)设有所述双向啮合齿轮的另一个所述齿轮组件(6)，且两个所述齿轮组件(6)位于所述分油盘同一侧且相互啮合在一起。

5.根据权利要求4所述的滑油泵，其特征在于：所述分油盘包括沿进油口至出油口方向的前支座分油盘(5)、级间分油盘(8)、后支座分油盘(10)。

6.根据权利要求5所述的滑油泵，其特征在于：所述级间分油盘(8)至少有1个，相邻的所述级间分油盘(8)之间、所述级间分油盘(8)与所述前支座分油盘(5)之间、所述级间分油盘(8)与所述后支座分油盘(10)之间均设有所述双向啮合齿轮。

7.根据权利要求6所述的滑油泵，其特征在于：所述级间分油盘(8)上设有镜像对称且连接在一起的主动轴安装孔(802)和从动轮安装孔(803)，且所述级间分油盘(8)还设有进油与出油的隔离密封结构。

8.根据权利要求7所述的滑油泵，其特征在于：所述隔离密封结构包括位于所述主动轴安装孔(802)的外侧的第一密封结构、位于所述从动轮安装孔(803)的外侧且与所述第一密封结构镜像对称的第二密封结构、位于所述主动轴安装孔(802)与所述从动轮安装孔(803)之间的第三密封结构(805)；

所述第一密封结构和所述第二密封结构均包括外啮合密封结构(801)和内啮合密封结构(804)，所述外啮合密封结构(801)外侧面与所述滑油泵壳体(2)内壁接触，所述外啮合密封结构(801)内侧面与所述齿轮组件(6)的外齿轮的齿面间隙配合；所述内啮合密封结构(804)与所述内啮合齿(102)和所述内啮合型线(210)之间的齿面间隙配合；

所述第三密封结构(805)与所述双向啮合齿轮的两个所述外齿轮(200)之间的齿面间隙配合。

9.根据权利要求4所述的滑油泵，其特征在于：所述主动轴(17)上设有挡圈(1)。

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