专利名称：内啮合齿轮回转泵用简化齿形——平面齿形内转子的制作方法
技术领域：
本发明属于容积泵中的齿轮泵领域。
第一代内啮合齿轮泵，齿形为渐开线或摆线，内转子(外齿轮)主动，高低压区由月形板隔开。第一个专利申请年份是1911年。五、六十年代高等院校的有关教科书中公开讲授，早已不是专利。
第二代内啮合齿轮泵的齿形以美国Viking泵为代表。特点是圆弧齿形的外转子主动。内转子的齿形由圆弧齿廓的包络线组成。这种齿形的精加工(磨削)及技术测量较困难。设计程序是首先确定圆弧齿廓的外转子(内齿轮)再用它求出与之啮合的包络线。较第一代它简化了一个齿形。提高容积效率50％以上。
本发明当属第三代内啮合齿轮泵的齿形，主要特点是把外齿轮(内转子)的齿廓进一步简化为一个平面(成形母线是直线)。设计程序是首先确定内转子的齿数和“压力角”(借用渐开线齿轮术语)再利用此种齿形对圆弧之曲率半径之尺寸变化、位置不敏感之特性。通过第一临界位置(一个内齿对称处于两外齿之间时称第一临界位置)不卡齿。第二临界位置(一个外齿对称处于两个内齿之间时称为第二临界位置)不发生齿顶(或齿侧)干涉，并保证齿间及齿底的合理啮合间隙(实际上这是内泄漏的密封间隙)等三个主要计算程序和手段来确定外转子(内齿轮)的主要工艺参数，如刀具半径，刀具中心→工件中心的中心距等及间接测量参数之数值。
总之，与第二代齿形相比，它的设计思想、计算程序和方法正好是逆转过来了。它相当于把一组齿条，均布在一个小圆周上，承认在圆弧齿廓的内齿轮推动平面齿廓的外齿轮的过程不是圆弧面在平面上作“纯”滚动，而是附带一个微小滑移，(其实在其他齿形的啮合过程中也存在这现象，原因是两齿轮分别围绕不同的圆心转动，啮合点至各自的圆心距离不同，只要做出该点的切线速度三角形，就可得出结论)而由此产生的可能的“磨损”，完全可由硬齿面技术弥补。
就申请人检索国内专利而言，下面几例其实都是在“齿形”上做文章。
公开号CN1208818A发明人赫尔曼·哈勒的专利“内齿轮的齿形为梯形，小齿轮的齿形是使小齿轮在内齿轮上滚动而确定的”。
公开号CN2229555Y，申请设计人阎世英的实用新型专利上有“小齿轮的齿廓是圆弧齿廓的外包络线”。与美国Viking泵的小齿轮齿廓曲线极为相似。
公开号87200648申请设计人田澍藩的内啮合外旋线转子泵的实用新型专利的外转子是正多边形齿廓，内转子齿廓是它的“外旋弦线”(也是包络线)。总之，它们无一例外都是沿袭第二代内啮合齿轮泵的设计思路，先确定外转子(内齿轮)之参数。(有两例，外转子的齿廓也是直线母线形成的平面)在由此通过作包络线的方法求得内转子(外齿轮)之齿廓。结果都是给内转子齿廓的精加工，以及技术测量造成困难。
4.本发明的目的是以简化齿形为手段达到简化工艺，无需专用机床和刀具、量具。只用简易方法就能造出内啮合齿轮回转泵用的内、外转子，以降低成本，减少进口，填补空白。同时以低成本与之竞争国际市场(以此发明为理论依据制造出的内啮合齿轮泵的生产成本，据测算只有美国Viking泵的1/8～1/10，尤其在输送高粘度介质时的效能已接近预期效果，其使用寿命有待在不同的工况下验证)。
5.本发明的内容；就是内啮合齿轮回转泵用的内转子(外齿轮)成形母线是直线。齿面为一平面。已经不可能再进一步简化。其加工方法是“平面”的加工，铣、刨、插、拉、磨(端面磨)都行。而与之相啮合的圆弧齿廓内齿轮则分别有三齿差传动。刀具每次扫过不同齿的两侧齿面，中间还要“跳”过一个齿加工。也就是每次扫过三个齿。(图2)此外还有二齿差传动，刀具每次只扫过两个齿(图3)的不同工艺方法。由此来决定外转子的两个重要工艺参数刀具半径和刀具→工件的中心距的计算程序及公式。
6.本发明与现有技术相比的优点就在于工艺简单、低成本、容易掌握及很容易得到精加工的硬齿面(提高寿命)。适用于中、小尺寸泵。
7.申请人认为实现发明的最好方式是组建集团公司按市场规律办事，系列化生产产品。首先满足国内需要，减少进口。条件具备时，立即以“低成本”打入国际市场。
权利要求
技术特征该内转子的齿面为平面，成形母线为直线(与之啮合的外转子齿形为圆弧)。要求保护的范围1.压力角0°-12°定义轮齿成形母线与轮齿中线的夹角。2.齿数4-12齿
全文摘要
第二代内啮合齿轮泵将主动轮由第一代的内转子改为外转子,并简化了外转子的齿形。内转子之齿形为外转子齿形的包络线。这给它的精加工及技术测量带来困难。本发明将内转子进一步简化为平面齿形(成形母线为直线)成为第三代齿形。基于容积泵的主要矛盾是“容积”的有规律变化,很多工况并不要求严格限制介质液压脉动,因而对内转子的转动平稳性放宽了要求。例如原油输送。这就是本发明的思想基础。结果是给内转子采用硬齿面技术及降低生产成本带来前景。
文档编号F04C2/10GK1342841SQ0111828
公开日2002年4月3日 申请日期2001年5月28日 优先权日2001年5月28日
发明者陈一堂 申请人:陈一堂