专利名称：一种斜齿齿轮泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种斜齿齿轮泵，属于机械转子泵领域，特别涉及齿轮泵技术范围。
背景技术：
齿轮泵由于结构简单、工作可靠广泛应用于油性流体的输送、建压，近年来在液压 系统设计中，由伺服电机驱动或变频调速电机驱动的斜齿齿轮泵取代伺服变量泵可以大幅 度节约制造成本，同时具有明显的节电效果。该系统中要求所配置的斜齿齿轮泵排量大、容 积效率高，以便液压系统流量输出范围宽、压力稳定，实现液压系统各特征和性能参数的精 确控制；目前市场上的各种齿轮泵均不能满足以上要求，由于其容积效率低不能满足微量 输出的精确控制。减少齿轮齿数或增加轴向长度可以加大斜齿齿轮泵的排量，但齿轮齿数 太少时不能满足连续建压输出条件，引起内泄、容积效率下降，改变斜齿轮端面齿廓曲线形 状可以影响斜齿齿轮泵的排量和容积效率；实际工作中对斜齿齿轮泵设计制造提出了更高 要求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种少齿数、大排量斜齿齿轮泵，通过加大一对啮合的斜 齿圆柱齿轮轴向重合度e e满足连续传动条件，通过改变斜齿圆柱齿轮齿廓曲线满足密封 条件。 为了达到本发明的目的，所采取的技术方案包括泵体6、位于泵体6上的吸油口 7、 出油口 8及泵体6内定速比啮合的主动斜齿圆柱齿轮1和从动斜齿圆柱齿轮2，主、从动斜 齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线相同，由渐开线3、齿顶曲线4、齿根曲线5三段曲线构成， 齿顶曲线4为连续光滑的关于齿中线对称曲线且与渐开线3相切、齿根曲线5是齿顶曲线 4的共轭曲线，泵体6型腔圆弧中心距0lo2 = a，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2轴线平行以标 准中心距a在泵体6内定速比啮合转动，构成一种斜齿齿轮泵(如图1);主、从动斜齿圆柱 齿轮1、2满足全齿廓共轭条件，由齿廓曲线的渐开线3满足定速比条件i12 = c(常数)和 连续传动条件e = e a+e e > l，由齿廓曲线的全齿廓共轭条件满足斜齿齿轮泵的密封条 件。 上述的斜齿齿轮泵中，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2具有相同的端面模数m、压力角 a (或法面模数mn、压力角a》，螺旋角|3相等旋向相反，端面齿廓曲线相同，主、从动斜齿 圆柱齿轮1、2齿数相同(Zl = z2 = z)时构成同齿数斜齿齿轮泵，两斜齿圆柱齿轮齿数不同 (Zl # z2)时构成异齿数斜齿齿轮泵，由各自标准中心距a安装时均可实现全齿廓共轭、定 速比连续传动。 上述的斜齿齿轮泵中，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线中齿顶曲线4设 计为圆弧、圆心在齿中线oy上，圆弧与渐开线3的切点为A(如图3)，齿根曲线5是圆弧齿 顶曲线4的共轭曲线；由渐开线段AB、圆弧AC及圆弧AC的共轭曲线BD组成主、从动斜齿 圆柱齿轮l、2的端面齿廓曲线，标准中心距a安装时满足全齿廓共轭、定速比连续传动的斜齿齿轮泵工作条件。 上述的斜齿齿轮泵中，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线中齿顶曲线4设 计为椭圆、短轴在齿中线oy上，椭圆与渐开线3的切点为A(如图4)，齿根曲线5是椭圆齿 顶曲线4的共轭曲线；由渐开线段AB、椭圆AC及椭圆AC的共轭曲线BD组成主、从动斜齿 圆柱齿轮l、2的端面齿廓曲线，标准中心距a安装时满足全齿廓共轭、定速比连续传动的斜 齿齿轮泵工作条件。 上述的斜齿齿轮泵中，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线中齿顶曲线4与 泵体6的型腔圆弧是点密封，沿轴线为螺旋线密封，通过改变齿顶曲线4的线形或曲线参数 而改变密封点(线)的相对曲率，以便改变密封特性，进而减小齿顶磨损，增加斜齿齿轮泵 使用寿命。 本发明的有益效果是全齿廓共轭、定速比连续传动的斜齿齿轮泵，可以实现少齿 数、大排量，内泄漏少、噪音小、运转平稳性好，满足流量精确控制的斜齿齿轮泵。
图1为斜齿齿轮泵原理图； 图2为斜齿齿轮泵的斜齿圆柱齿轮啮合原理图；
图3齿顶曲线为圆弧的斜齿圆柱齿轮端面齿廓曲线组成原理图；
图4齿顶曲线为椭圆的斜齿圆柱齿轮端面齿廓曲线组成原理图；
图5为斜齿齿轮泵结构原理三维图。
具体实施方案 下面根据附图对本发明的实施例进行描述。 图1所示的斜齿齿轮泵由泵体6、位于泵体6上的吸油口 7、出油口 8及泵体6内定 速比啮合的主动斜齿圆柱齿轮1和从动斜齿圆柱齿轮2组成，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的 端面齿廓曲线相同，由渐开线3、齿顶曲线4、齿根曲线5三段曲线构成，齿顶曲线4为连续 光滑的关于齿中线对称曲线且与渐开线3相切、齿根曲线5是齿顶曲线4的共轭曲线；主、 从动斜齿圆柱齿轮l、2具有相同的端面模数m、压力角a (或法面模数mn、压力角cin)、轴线 方向齿长b，螺旋角13相等旋向相反，主动斜齿圆柱齿轮1为左旋、从动斜齿圆柱齿轮2为 右旋(如图2);主、从动斜齿圆柱齿轮1、2齿数相同(Zl = z2 = z)时构成同齿数斜齿齿轮 泵，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2齿数不同(Zl#z2)时构成异齿数斜齿齿轮泵；对于常见的同 齿数斜齿齿轮泵& = z2 = z)，分度圆半径r = mz/2，基圆半径rb = mzcos a /2，标准中心 距a二mz，重合度e = e a+e e > l，本实施例为同齿数斜齿齿轮泵z = 7，通过调整轴线 方向齿长b和螺旋角13改变轴向重合度e e，使e > l满足连续传动条件；泵体6型腔圆 弧中心距0lo2 = a，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2轴线平行以标准中心距a在泵体6内定速比啮 合转动(如图5);由于主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线相同，齿轮泵工作时两齿轮端 面齿廓曲线啮合，两齿轮齿廓曲线的渐开线段是共轭的，主动斜齿圆柱齿轮1的齿顶曲线和从 动斜齿圆柱齿轮2的齿根曲线是共轭的，主动斜齿圆柱齿轮1的齿根曲线和从动斜齿圆柱齿轮 2的齿顶曲线是共轭的，因此主、从动斜齿圆柱齿轮1、2满足全齿廓共轭条件；由齿廓曲线的渐 开线3满足定速比条件112 ="常数)和连续传动条件e = e a+e e > l，由齿廓曲线的全齿廓共轭条件满足斜齿齿轮泵的密封条件，主、从动斜齿圆柱齿轮1、2由标准中心距a安装 实现全齿廓共轭、定速比连续传动。全齿廓共轭斜齿齿轮泵理论设计为无侧隙、无顶隙，考 虑到热膨胀、进出油口的压力差引起的变形等结合输送流体的粘度由制造公差提供所需之 间隙以保障齿轮泵的正常工作。 图3所示的齿顶曲线为圆弧的斜齿圆柱齿轮端面齿廓曲线组成原理图中，主、从 动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线中齿顶曲线4设计为圆弧、圆心在齿中线oy上，圆弧 与渐开线3的切点为A，满足连续光滑的对称曲线且与渐开线3相切，齿根曲线5是圆弧齿 顶曲线4的共轭曲线。齿轮泵工作时两齿轮端面齿廓曲线啮合，主动斜齿圆柱齿轮1的齿根 曲线和从动斜齿圆柱齿轮2的圆弧齿顶曲线是共轭的，由于主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端 面齿廓曲线相同，故主动斜齿圆柱齿轮l的齿根曲线是其自己圆弧齿顶曲线的共轭曲线； 同理，从动斜齿圆柱齿轮2的齿根曲线和主动斜齿圆柱齿轮1的圆弧齿顶曲线是共轭的，由 于主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线相同，故从动斜齿圆柱齿轮2的齿根曲线是其 自己圆弧齿顶曲线的共轭曲线；共轭条件可描述为两曲线连续相切接触，矢量方程为= n2、r2 =巧+o『n丄 v12 = O，其中:ri、r2为两齿轮端面齿廓曲线接触点矢径，ni、n2是接触点 两曲线单位法矢量，v12为接触点两齿轮的相对速度矢量，o21为中心距o20l矢量；由渐开线 段AB、圆弧AC及圆弧AC的共轭曲线BD组成主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线，标 准中心距a安装时满足全齿廓共轭、定速比连续传动的斜齿齿轮泵工作条件。
图4所示的齿顶曲线为椭圆的斜齿圆柱齿轮端面齿廓曲线组成原理图中，主、从 动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线中齿顶曲线4设计为椭圆、短轴在齿中线oy上，椭圆 与渐开线3的切点为A，满足连续光滑的对称曲线且与渐开线3相切，齿根曲线5是椭圆齿 顶曲线4的共轭曲线；由渐开线段AB、椭圆AC及椭圆AC的共轭曲线BD组成主、从动斜齿 圆柱齿轮l、2的端面齿廓曲线，标准中心距a安装时满足全齿廓共轭、定速比连续传动的斜 齿齿轮泵工作条件。主、从动斜齿圆柱齿轮1、2的端面齿廓曲线中齿顶曲线4与泵体6的 型腔圆弧是点密封，沿轴线为螺旋线密封，通过改变齿顶曲线4的线形或曲线参数而改变 密封点(线)的相对曲率，以便改变密封特性，进而减小齿顶磨损，增加斜齿齿轮泵使用寿 命。 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
一种斜齿齿轮泵包括泵体(6)、位于泵体(6)上的吸油口(7)、出油口(8)及泵体(6)内定速比啮合的主动斜齿圆柱齿轮(1)和从动斜齿圆柱齿轮(2)，其特征在于，主动斜齿圆柱齿轮(1)和从动斜齿圆柱齿轮(2)的端面齿廓曲线相同，由渐开线(3)、齿顶曲线(4)、齿根曲线(5)构成，齿顶曲线(4)为连续光滑的关于齿中线对称曲线且与渐开线(3)相切、齿根曲线(5)是齿顶曲线(4)的共轭曲线，主动斜齿圆柱齿轮(1)和从动斜齿圆柱齿轮(2)轴线平行以标准中心距a在泵体(6)内全齿廓共轭、定速比连续啮合转动。
2. 根据权利要求l所述的斜齿齿轮泵，其特征在于，主动斜齿圆柱齿轮(1)和从动斜齿 圆柱齿轮(2)的齿数相同时构成同齿数斜齿齿轮泵，两斜齿圆柱齿轮齿数不同时构成异齿 数斜齿齿轮泵。
3. 根据权利要求1或2所述的斜齿齿轮泵，其特征在于，主动斜齿圆柱齿轮(1)和从动 斜齿圆柱齿轮(2)的端面齿廓曲线中齿顶曲线(4)设计为圆弧、圆心在齿中线上，圆弧与渐 开线(3)相切，齿根曲线(5)是圆弧齿顶曲线(4)的共轭曲线；或者主动斜齿圆柱齿轮(1) 和从动斜齿圆柱齿轮(2)的端面齿廓曲线中齿顶曲线(4)设计为椭圆、短轴在齿中线上，椭 圆与渐开线(3)相切，齿根曲线(5)是椭圆齿顶曲线(4)的共轭曲线。
全文摘要
本发明公开了一种斜齿齿轮泵，属于机械转子泵领域；技术方案包括泵体(6)、位于泵体(6)上的吸油口(7)、出油口(8)及泵体(6)内定速比啮合的主动斜齿圆柱齿轮(1)和从动斜齿圆柱齿轮(2)，主、从动斜齿圆柱齿轮(1)、(2)的端面齿廓曲线相同，由渐开线(3)、齿顶曲线(4)、齿根曲线(5)构成，齿顶曲线(4)为连续光滑的对称曲线且与渐开线(3)相切、齿根曲线(5)是齿顶曲线(4)的共轭曲线；斜齿齿轮泵为全齿廓共轭、定速比连续传动，是一种少齿数、大排量、内泄漏少、噪音小、运转平稳的斜齿齿轮泵。
文档编号F04C2/18GK101705937SQ20091023664
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者刘平义, 宣佳敏, 张绍英, 李海涛, 董李扬, 魏文军 申请人:中国农业大学