专利名称：可变量齿轮泵的制作方法
技术领域：
本发明属于机械工程中液压传动的液体容积式机械。
背景技术：
在容积式液体传动的各种液压泵，主要有齿轮泵、柱塞泵和叶片泵三种，到目前为止，柱塞泵和叶片泵都可以制成多种形式的变量泵，唯有齿轮泵至今尚无可变量的产品应用于机械工程中。
发明内容
鉴于工作机械采取变量的目的在于提高自动化程度，减小设备的体积和重量，更能降低整个机械系统的振动、噪音及温升，提高整体系统的平稳性及总效率，以达节能、环保效果。因此，变量调速系统取代定量节流调速系统得到了广泛应用。
齿轮泵与柱塞泵、叶片泵在同功率条件下相比，明显具有结构简单、体积小、重量轻的优势。但由于齿轮泵的工作原理和结构条件，要实现其排量变化，客观上存在着很大困难，也正是人们期盼已久的可变量齿轮泵至今未见应用的原因，其技术难度关键是一对啮合中的齿轮如何建立起一个可变化的容积，并能处于封闭状态中。
为实现上述目的，本发明提供了一种可变量齿轮泵。在一般定量齿轮泵工作原理的基础上，使一对齿宽相等的齿轮副中，被动轴齿轮沿轴向进行位移，从而改变齿轮副的啮合长度，使工作容积发生变化，达到排量增减，相应地齿轮泵输出流量发生改变，实现可变量。
本发明的关键是，将贴于一对齿轮同侧端面的两件侧面体，亦即具有光滑端面且能支承齿轮轴的衬(轴)套，其外形制成同齿轮外径相等的圆柱体，其中一件外圆柱表面上具有轴向弧形槽，槽弧半径同齿轮半径相等，深度为齿轮外径与一对齿轮中心距之差，这样结构尺寸的两个圆弧槽衬套和两个圆柱衬套相交错，并和一对齿轮装入油泵壳体内，则可实现齿轮与衬套无阻档、无干涉地沿轴向进行同步移动。位移进行中，啮合长度发生变化，则不断变化的工作容积，存在于正在啮合齿面与齿轮轮齿端面贴紧的衬套端面组成的封闭状态中，从而，齿轮泵实现了无泄漏的变量。
本发明在构成泵密封体的前端盖1、后端盖9、泵壳6内，装有四个起支承作用的特殊结构的衬套。主动轴齿轮2右端轴上套装着下圆柱衬套7，左端轴上套装着上圆弧槽衬套3，此两衬套紧贴主动轴齿轮2轮齿两侧端面，并紧贴于前端盖1和后端盖9之间，使主动轴齿轮2只旋转传递动力，而无轴向移动。与主动轴齿轮2相啮合的是齿宽相等的被动轴齿轮4，其右端轴上套装着下圆弧槽衬套8，左端轴上套装着上圆柱衬套5。
上述的上圆弧槽衬套3与下圆弧槽衬套8，其外径与齿轮外径相等，其圆柱面分别与上圆柱衬套5、下圆柱衬套7相交部位上具有轴向弧形槽，槽弧半径同齿轮半径相等，弧槽深为齿轮外径与两齿轮中心距之差。
本发明选用已定型生产的手动、液动或伺服方式的控制装置，并按所选用装置的法兰、轴端的连接尺寸，对后端盖9及下圆弧槽衬套8右端进行相应尺寸联结。
这样，根据工况，控制装置可驱使下圆弧槽衬套8左右移动。当下圆弧槽衬套8被向左推动，则运转中的被动轴齿轮4和上圆柱衬套5沿轴向亦向左同步移动；当下圆弧槽衬套8被向右回收时，同时受上圆柱衬套5左侧高压区(H)作用，推动上圆柱衬套5及被动轴齿轮4向右同步移动。由于圆弧槽衬套与圆柱衬套相交错对应，在被动轴齿轮4做左右移动时，圆柱衬套也沿圆弧衬套的轴向槽进行同步移动。因此可实现无阻档、无干涉地位移；又由于被动齿轮4位移中与紧贴着的两衬套处在无间隙的同步位移，因此保证形成封闭容积。
上述，齿轮副的接触长度在改变，而泵不断变化的工作容积始终处于封闭状态中。由于排量的增减，相应地齿轮泵输出流量发生改变，从而实现了齿轮泵的可变量。
被动轴齿轮4的位移，不允许出现完全脱离啮合状态，应限位到仍有啮合长度为齿长的1/6——1/8。
当被动轴齿轮4沿轴向位移，实现减小排量、达到限位时，借助泵自身的容积泄漏和逐步联通设在泵壳6内的泄漏通道，可实现最小流量，直到零流量。
根据以上技术方案，可设计、制造出不同流量、压力及控制方式的变量齿轮泵和变量齿轮马达两大类产品，而且根据工况及系统的要求，在变量泵的基础上，还可以衍生出各种功能的复合泵和集成泵。
本发明取得的显著技术进步和效果在于1、本发明解决了多年来困扰在齿轮泵应用中的一项难以逾越的关键，即当齿轮副中被动齿轮进行轴向位移时，所形成的工作容积无法形成封闭状态，致使齿轮泵变量失败。依据和运用本发明提供的排量变化过程中工作容积的封闭方式以及关键零件(即衬套或称侧面体)的结构形式，可设计、制造出(或改造定量齿轮油泵)不同性能和用途的可变量齿轮泵。
2、本发明的积极效果是，在齿轮泵原有优点的基础上，实现可变量后，将在一定范围内取代可变量的柱塞泵和叶片泵，其技术、经济效果意义重大。
图1为本发明的结构示意图，其中“H”为高压区，“L”为低压区，即回油区；
图2为图1的A-A向剖视图；图3为图1的B-B向剖视图；图4为泵最大流量时，位置示意图；图5为泵最小流量时，位置示意图。
现结合实施例和附图对本发明做进一步说明1、根据零件特征及布局，分别采用密封件密封或间隙密封，以实现高低压区的分隔和阻止高压区向低压区的泄漏，间隙密封的可靠程度决定于零件精度和压力区的设置建立。泵壳6、上圆弧槽衬套3，上圆柱衬套5和前端盖1形成了一个高压区(H)，迫使上述两衬套端面同时压紧主动轴齿轮2和被动轴齿轮4的左侧轮齿端面，同时两轴齿轮右侧端面亦压紧相贴的衬套端面。并与连续啮合的齿面接触线组成了密封容积，迫使高压油从油泵出口(见图2)输出。
2、按工作中的渗漏流向，在前后端盖及泵壳上建立回流通道。
3、被动轴齿轮左端的圆柱衬套5尾部可加装圆柱推力弹簧，以保证泵在启动或调小流量的工况时，能及时建立起压力区，使泵进入正常工作状态，以提高启动性能。
4、根据所选自动伺服控制装置的法兰、轴端的连接尺寸，对后端盖9及下圆弧槽衬套8右端进行相应尺寸的联结。(定型产品图中未画出)5、泵具体运转描述如下操作选用的控制装置，驱使下圆弧槽衬套8左右移动，又由于上圆柱衬套5大端左侧承受着压力油的作用，被动轴齿轮4的两侧轮齿端面始终与两端衬套端面相贴，并紧夹于两衬套端面之间进行左右同步位移，因此改变了两个齿轮的啮合(接触)长度，达到排量的变化。相应地齿轮泵输出流量发生改变，从而实现了齿轮泵的可变量。
权利要求
1.可变量齿轮泵，它包括泵和控制装置两部分，其特征是在构成泵密封体的前端盖(1)、后端盖(9)、泵壳(6)内，主动轴齿轮(2)右端轴上套装着下圆柱衬套(7)，左端轴上套装着上圆弧槽衬套(3)，与主动轴齿轮(2)相啮合的是齿宽相等的被动轴齿轮(4)，其右端轴上套装着下圆弧槽衬套(8)，左端轴上套装着上圆柱衬套(5)，其中上圆弧槽衬套(3)和下圆弧槽衬套(8)的外径与齿轮外径相等，在其圆柱面分别与上圆柱衬套(5)、下圆柱衬套(7)相交接部位处具有轴向弧形槽，弧形槽半径同齿轮半径相等，弧形槽深为齿轮外径与两齿轮中心距之差。
2.根据权利要求1所述的可变量齿轮泵，其特征是选用已定型生产的手动、液动或伺服方式的控制装置，并按所选用装置的法兰、轴端连接尺寸，对后端盖(9)及下圆弧槽衬套(8)右端进行相应尺寸联结。
全文摘要
本发明的一种可变量齿轮泵，解决了多年来困扰在齿轮泵应用中的一项难以逾越的关键，即当一对运转中的齿轮，被动齿轮进行轴向位移时，所形成的工作容积无法形成封闭状态。本发明提供了泵的四个特殊结构的衬套，具有轴向圆弧槽衬套和圆柱衬套交错支承着一对齿轮副，这样，在泵体内可实现齿轮与衬套无阻挡、无干涉地沿轴向进行同步位移。位移进行中，啮合长度发生变化，则为断变化的工作容积存在于啮合齿面与齿轮轮齿端面贴紧的衬套端面组成的封闭状态中，从而，齿轮泵实现了无泄漏的变量。本发明可制造出不同性能和用途的可变量齿轮泵，并将在一定范围内取代可变量的柱塞泵和叶片泵，其技术、经济效果意义重大。
文档编号F04C14/00GK101029642SQ20071006168
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月11日 优先权日2007年4月11日
发明者安致民 申请人:安致民