CN208106751U - 齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械技术领域，具体为一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子。解决了目前齿轮泵用齿轮由于采用卸荷槽导致齿轮泵的容积效率降低且流量脉动较大的技术问题，提供一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子。所述齿轮转子的齿轮主体部分使用渐开线，在齿顶和齿根部分均采用圆弧曲线对渐开线进行修正，圆弧曲线和渐开线连接处相切过渡；齿顶圆弧和齿根圆弧的圆心在一个节圆之上且两个圆弧的半径相同，齿轮的齿顶高和齿根高相等，在啮合过程中齿面之间接触出现滚动摩擦。采用本实用新型所述结构的齿轮液压泵能达到低噪音、高容积效率、零流量脉动的性能，且可提高齿的使用寿命，还可以增加传动的平稳性。

Description

齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，具体为一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子。

背景技术

齿轮泵在现代的工业中是一种常用的液压泵，而齿轮转子是液压齿轮泵产生压力的重要零件。传统的齿轮泵具有结构简单、制造方便、价格低、重量轻、尺寸小、工作可靠等优点，但也存在较大的流量脉动、困油现象、容积效率低等缺点，较大的流量脉动将导致系统压力脉动，最终导致系统的动力输出不平稳，困油现象导致了较大的噪音问题，容积效率低导致了生产成本的增加。

在21世纪的今天，快响应、小体积、低噪声、低流量脉动、大排量等成为液压传动系统的发展方向。齿轮泵作为液压传动系统中的重要部件必须适应其发展。现代工业的许多中高端设备都要求液压传动系统有稳定的动力输出来保证设备的加工精度，而节能减排也是企业发展的重中之重，通过高效率的液压传动来进一步降低生产成本。

为解决大的流量脉动和困油问题，就要增加齿轮啮合时的重合度，并使齿轮啮合时不出现困油现象。在传统的液压齿轮泵设计时通常采用卸荷槽来解决困油现象，这种设计方法使噪声有所减少但不能彻底消除，同时由于卸荷槽的存在降低了齿轮泵的容积效率，产生较大的流量脉动。

简而言之，现有技术存在如下问题：

1.齿轮啮合时存在困油现象；

2.泵的工作噪声大；

3.泵的容积效率低。

针对传统外啮合液压齿轮泵的不足，就要设计一种新的液压齿轮泵的齿轮来解决传统齿轮啮合的不足。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题：1.通过合理的齿型曲线设计，使齿轮啮合时齿顶部分和齿根完全接触，消除困油现象；

2.齿轮传动啮合时，齿面是滚动摩擦，避免出现滑动摩擦，减少能量损耗，提高传动效率；

3.提高齿轮的啮合的重合度；

4.提高泵的容积效率。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子，所述齿轮转子的齿轮主体部分使用渐开线，在齿顶和齿根部分均采用圆弧曲线对渐开线进行修正，圆弧曲线和渐开线连接处相切过渡；齿顶圆弧和齿根圆弧的圆心在一个节圆之上且两个圆弧的半径相同，齿轮的齿顶高和齿根高相等，在啮合过程中齿面之间接触出现滚动摩擦。

与传统齿轮相比，齿根部分采用圆弧曲线过渡，提高齿轮的抗弯强度，齿根没有应力集中点，使齿轮的传动更加可靠，可以传递更大的扭矩。齿顶高和齿根高相同，齿轮啮合过程中齿面以近似圆与圆的滚动摩擦，摩擦系数小，减小齿轮的磨损，提高传动效率和使用寿命。渐开线和圆弧曲线的连接点处于相切状态，齿顶圆弧、齿根圆弧和渐开线共同组成多段耦合齿轮的齿型。

在齿轮液压泵的传动过程中齿顶和齿根完全接触，消除齿轮啮合时齿顶和齿根形成的密封空间而产生的困油区，消除了震动和噪音；无困油区的存在就不再需要卸荷槽，而卸荷槽的存在是导致容积效率低和流量脉动大的主因。使用该设计的齿轮液压泵能达到低噪音、高容积效率、零流量脉动的性能。

进一步的，齿轮的齿形为螺旋齿形，齿轮的两个端面的齿形错开1个周节，使齿轮在传动过程中同时啮合的齿数达到2对。可减少每个齿传递的扭矩，提高齿的使用寿命。

齿轮的啮合轮廓保持连续的一点接触，接触线在空间上形成封闭的“8”字型接触线；齿轮传动的重合度为1.5。可增加传动的平稳性。

采用本实用新型所述结构的齿轮液压泵能达到低噪音、高容积效率、零流量脉动的性能，且可提高齿的使用寿命，还可以增加传动的平稳性。

附图说明

图1本实用新型的齿形结构示意图。

图2 螺旋齿形结构示意图。

图3齿轮转子啮合示意图。

图4齿轮转子啮合立体示意图。

图5空间啮合线。

图6平面啮合线。

具体实施方式

一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子，所述齿轮转子的齿轮主体部分使用渐开线，在齿顶和齿根部分均采用圆弧曲线对渐开线进行修正，圆弧曲线和渐开线连接处相切过渡；齿顶圆弧和齿根圆弧的圆心在一个节圆之上且两个圆弧的半径相同，齿轮的齿顶高和齿根高相等，在啮合过程中齿面之间接触出现滚动摩擦。

齿轮的齿形为螺旋齿形，齿轮的两个端面的齿形错开1个周节，使齿轮在传动过程中同时啮合的齿数达到2对。

齿轮的啮合轮廓保持连续的一点接触，接触线在空间上形成封闭的“8”字型接触线；齿轮传动的重合度为1.5。

齿轮的齿型图如图1所示：圆弧曲线1是A点到B点的半径r的圆弧曲线；渐开线2是B点到C点的渐开线曲线；圆弧曲线3是C点到D点的半径r的圆弧曲线；圆弧曲线1和圆弧曲线3的圆心均在直径为D₁的节圆之上。圆弧曲线和渐开线连接处二阶导连续。

与传统齿轮相比，齿根部分采用圆弧曲线过渡，提高齿轮的抗弯强度，齿根没有应力集中点，使齿轮的传动更加可靠，可以传递更大的扭矩。齿顶高和齿根高相同，齿轮啮合过程中齿面以近似圆与圆的滚动摩擦，摩擦系数小，减小齿轮的磨损，提高传动效率和使用寿命。渐开线和圆弧曲线的连接点处于相切状态，齿顶圆弧、齿根圆弧和渐开线共同组成多段耦合齿轮的齿型。

在齿轮液压泵的传动过程中齿顶和齿根完全接触，消除齿轮啮合时齿顶和齿根形成的密封空间而产生的困油区，消除了震动和噪音；无困油区的存在就不再需要卸荷槽，而卸荷槽的存在是导致容积效率低和流量脉动大的主因。使用该设计的齿轮液压泵能达到低噪音、高容积效率、零流量脉动的性能。

齿型为螺旋齿形，如图2所示：齿Ⅰ和齿Ⅱ是相邻的两个齿，齿轮的两个端面的齿形错开1个周节，使齿轮在传动过程中同时啮合的齿数达到2对，减少每个齿传递的扭矩，提高齿的使用寿命。

在图3和图4所示的齿轮转子啮合图中，A是主动轴齿轮，B是从动轮轴齿轮；齿A-Ⅰ和齿A-Ⅱ分别是主动轴齿轮A上的两个齿；齿B-Ⅰ和齿B-Ⅱ分别是从动轴齿轮B上的两个齿；O₁和O₂分别是主动轴齿轮A的齿根圆弧和齿根圆弧的圆心，O₁和O₂在直径为D₁的节圆之上；O₃和O₄分别是主动轴齿轮B的齿根圆弧和齿根圆弧的圆心，O₃和O₄在直径为D₂的节圆之上；主动轴齿轮A上的节圆直径D₁和从动轴齿轮B上的节圆直径D₂大小相等；D为两个齿轮的中心距，中心距D的大小和D₁、D₂相等。

在距离最近的啮合位置（图3、图4所示位置）时，在上端面，齿轮A的齿顶过渡曲线和齿轮B的齿根过渡曲线的圆心重合，处于共轭状态；在下端面上齿轮B的齿B-Ⅱ的齿顶曲线B-Ⅱ和齿轮A的齿根曲线A-Ⅱ的圆心重合，两条曲线处于共轭状态；上端面和下端面的中间平面上，两个齿轮的渐开线共轭。

参与传动的两对齿的其他齿面的渐开线部分形成连续的一点共轭接触，接触线的空间啮合曲线见图5所示；在平面上形成完整的“8”字型啮合线，图6所示；在每次啮合传动中每个齿轮有两个齿参与了传动，提高了齿轮传动的重合度达到1.5，增加了传动的平稳性。

本实用新型的技术特点：1.使用圆弧曲线对齿顶和齿根进行齿型修正，齿顶圆弧和齿根圆弧的圆心在一个节圆之上；

2.啮合远动过程中，啮合的一对齿轮，齿顶圆弧和齿根圆弧共轭远动，两组齿轮的渐开线部分共轭运动，在啮合过程中齿面始终处于滚动摩擦；

3.齿顶圆弧、齿根圆弧和渐开线共同组成多段耦合齿轮的齿型；

4.齿轮啮合形成连续的一点接触，在空间上形成封闭的“8”字形啮合线；

5.在不增加中心距的情况下，提高了齿的强度，输出更高的压力，提高容积效率，降低流量脉动和噪音。

Claims (3)

1.一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子，其特征在于，所述齿轮转子的齿轮主体部分使用渐开线，在齿顶和齿根部分均采用圆弧曲线对渐开线进行修正，圆弧曲线和渐开线连接处相切过渡；齿顶圆弧和齿根圆弧的圆心在一个节圆之上且两个圆弧的半径相同，齿轮的齿顶高和齿根高相等，在啮合过程中齿面之间接触出现滚动摩擦。

2.如权利要求1所述的一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子，其特征在于，齿轮的齿形为螺旋齿形，齿轮的两个端面的齿形错开1个周节，使齿轮在传动过程中同时啮合的齿数达到2对。

3.如权利要求2所述的一种齿轮泵用耦合齿型螺旋齿轮转子，其特征在于，齿轮的啮合轮廓保持连续的一点接触，接触线在空间上形成封闭的“8”字型接触线；齿轮传动的重合度为1.5。