一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵。本发明的动力由电机输出，经过联轴器传给输入轴；第一傅里叶非圆齿轮和第二傅里叶非圆齿轮均固定在输入轴上；第一共轭傅里叶非圆齿轮固定在输出轴上，并与第一傅里叶非圆齿轮啮合；第二共轭傅里叶非圆齿轮与第二叶轮通过轴套固结，轴套活套在输出轴上；第二共轭傅里叶非圆齿轮与第二傅里叶非圆齿轮啮合；第一叶轮固定在输出轴上；第一叶轮和第二叶轮均设置有四片叶片，所有叶片内部均安装一个单向泄压阀，单向泄压阀方向与叶片转动方向一致。本发明排量大、流量稳定，不等速规律易调整，有效解决传统差速泵压力脉动和困液问题。
【专利说明】 一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵
【技术领域】
[0001]本发明属于容积泵【技术领域】，涉及叶片差速泵，具体涉及一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵。
【背景技术】
[0002]通用机械常用的液泵有活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、滚子泵和离心泵，其中:活(柱)塞泵具有较高的出口压力，但要求活塞与缸筒之间的密封可靠，且压力波动大；隔膜泵在多缸时能产生一个较平稳的液流，但是结构复杂；滚子泵的排量在转速稳定时是均匀的，随着压力的提高，泄漏量增加，泵的排液量及效率相应减小；离心泵结构简单，容易制造，但是它的排量大，压力低，用于工作压力要求不高的场合。这些泵存在各自的缺陷，还不能很好地满足部分特种机械要求的恒定流量、高压力的需求。
[0003]现有的差速泵根据驱动机构的不同主要有以下几种:
转动导杆一齿轮式叶片差速泵，其驱动系统承受交变载荷，产生齿轮啮合噪声，且各运动副间隙较大时也会引起冲击噪声。
[0004]万向节齿轮机构驱动叶片差速泵，其万向节机构的输入轴与输出轴的夹角是影响泵的性能的一个关键参数。该角越大，泵的排量也越大，但是，随着该角的增大，泵的流量脉动加剧和万向节的传动效率降低。
[0005]变形偏心圆非圆齿轮驱动叶片差速泵，其偏心圆非圆齿轮节曲线调整参数主要是偏心率和变形系数，调整量有限，调整精度不高，造成传动比优化、调整不方便，设计不灵活，不利于进一步优化设计，很难优化压力脉动、困液等问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵，该叶片差速泵排量大、压力高、流量稳定、结构紧凑；傅里叶非圆齿轮节曲线有六个调整参数，其驱动机构的不等速规律容易调整，方便性能优化；通过在叶片内安装单向泄压阀，压力超限时打通邻近封闭腔，有效解决现有差速泵困液问题。
[0007]本发明包括驱动部件和差速泵部件。
[0008]所述的驱动部件包括驱动齿轮箱、输入轴、输出轴、第一傅里叶非圆齿轮、第二傅里叶非圆齿轮、第一共轭傅里叶非圆齿轮、第二共轭傅里叶非圆齿轮和轴套。电机通过联轴器与输入轴连接，输入轴通过两个轴承支撑在驱动齿轮箱的两侧壁；所述的第一傅里叶非圆齿轮和第二傅里叶非圆齿轮均固定安装在输入轴上；输出轴的两端分别通过轴承支撑在驱动齿轮箱和泵壳的箱壁上，第一共轭傅里叶非圆齿轮固定安装在输出轴上，并与第一傅里叶非圆齿轮啮合；第二共轭傅里叶非圆齿轮和第二叶轮都固结在轴套上，轴套活套在输出轴上；第二共轭傅里叶非圆齿轮与第二傅里叶非圆齿轮啮合；
所述的差速泵部件包括泵壳、第一叶轮、第二叶轮和单向泄压阀；所述的泵壳沿圆周方向依次开设有第一排液口、第一吸液口、第二排液口、第二吸液口、第三排液口、第三吸液口、第四排液口和第四吸液口 ；第一排液口、第二排液口、第三排液口和第四排液口沿圆周均布，第一吸液口、第二吸液口、第三吸液口和第四吸液口沿圆周均布；第一叶轮固定在输出轴上；所述的第一叶轮和第二叶轮均沿周向均布设置有四片叶片；沿圆周方向，第一叶轮的叶片与第二叶轮的叶片相间设置；所有叶片内部均安装一个单向泄压阀，单向泄压阀方向与叶片转动方向一致。
[0009]所述第一傅里叶非圆齿轮和第二傅里叶非圆齿轮的结构完全一致，第一共轭傅里叶非圆齿轮和第二共轭傅里叶非圆齿轮的结构完全一致，第一傅里叶非圆齿轮、第二傅里叶非圆齿轮、第一共轭傅里叶非圆齿轮和第二共轭傅里叶非圆齿轮均为四阶非圆齿轮；第一傅里叶非圆齿轮与第二傅里叶非圆齿轮的初始安装相位差、第一共轭傅里叶非圆齿轮与第二共轭傅里叶非圆齿轮的初始安装相位差均为45°。
[0010]本发明具有的有益效果是:
本发明采用傅里叶非圆齿轮机构，傅里叶非圆齿轮节曲线有六个调整参数，相比已有的变形偏心圆非圆齿轮可调参数多，因此傅里叶非圆齿轮不等速传动规律容易调整，容易实现差速泵的排量、压力、流量等性能的优化。通过在叶片内安装单向泄压阀，压力超限时打通邻近封闭腔，有效解决现有差速泵困液问题。由于傅里叶非圆齿轮机构驱动的差速泵吸液口和排液口沿圆周均布，径向平衡性好，非等速传动为旋转运动，因此运行平稳可靠、径向工作载荷平衡、脉动可控性好；叶片多、排量大，泵壳的内表面及叶片形状简单，容积效率高。
[0011]本发明的核心机构为两对不同安装相位的傅里叶非圆齿轮，部件少、结构紧凑。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的机构运动简图；
图2为本发明中差速泵部件的整体结构剖视图；
图3为本发明中傅里叶非圆齿轮节曲线在初始安装位置时的啮合关系示意图。
[0013]图中:1、驱动齿轮箱，2、输入轴，3、输出轴，4、第一傅里叶非圆齿轮，5、第二傅里叶非圆齿轮，6、第一共轭傅里叶非圆齿轮，7、第二共轭傅里叶非圆齿轮，8、轴套，9、联轴器，10、电机，11、泵壳，11-1、第一排液口，11-2、第一吸液口，11-3、第二排液口，11-4、第二吸液口，11-5、第三排液口，11-6、第三吸液口，11-7、第四排液口，11-8、第四吸液口，12、第一叶轮，13、第二叶轮，14、单向泄压阀。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0015]如图1和2所示，一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵包括驱动部件和差速栗部件。
[0016]驱动部件包括驱动齿轮箱1、输入轴2、输出轴3、第一傅里叶非圆齿轮4、第二傅里叶非圆齿轮5、第一共轭傅里叶非圆齿轮6、第二共轭傅里叶非圆齿轮7和轴套8。电机10经过联轴器9将动力传给输入轴2，输入轴2通过两个轴承支撑在驱动齿轮箱I的两侧壁；第一傅里叶非圆齿轮4和第二傅里叶非圆齿轮5均固定安装在输入轴2上；输出轴3的两端分别通过轴承支撑在驱动齿轮箱I和泵壳11的箱壁上，第一共轭傅里叶非圆齿轮6固定安装在输出轴上，并与第一傅里叶非圆齿轮4啮合；第二共轭傅里叶非圆齿轮7和第二叶轮13都固结在轴套8上，轴套8活套在输出轴3上；第二共轭傅里叶非圆齿轮7与第二傅里叶非圆齿轮5啮合；
差速泵部件包括泵壳11、第一叶轮12、第二叶轮13和单向泄压阀14 ;泵壳11沿圆周方向依次开设有第一排液口 11-1、第一吸液口 11-2、第二排液口 11-3、第二吸液口 11-4、第三排液口 11-5、第三吸液口 11-6、第四排液口 11-7和第四吸液口 11-8 ;第一排液口 11_1、第二排液口 11-3、第三排液口 11-5和第四排液口 11-7沿圆周均布，第一吸液口 11-2、第二吸液口 11-4、第三吸液口 11-6和第四吸液口 11-8沿圆周均布；第一叶轮12固定在输出轴3上；第一叶轮12和第二叶轮13均沿周向均布设置有四片叶片；沿圆周方向，第一叶轮12的叶片与第二叶轮13的叶片相间设置；所有叶片内部均安装一个单向泄压阀14，单向泄压阀14方向与叶片转动方向一致。
[0017]如图3所示，第一傅里叶非圆齿轮4和第二傅里叶非圆齿轮5的结构完全一致，第一共轭傅里叶非圆齿轮6和第二共轭傅里叶非圆齿轮7的结构完全一致，第一傅里叶非圆齿轮4、第二傅里叶非圆齿轮5、第一共轭傅里叶非圆齿轮6和第二 *轭傅里叶非圆齿轮7均为四阶非圆齿轮；第一傅里叶非圆齿轮4的初始安装相位角为Oi第二傅里叶非圆齿轮5的初始安装相位角为舔；第一傅里叶非圆齿轮4与第二傅里叶非圆齿轮5、第一共轭傅里叶非圆齿轮6与第二共轭傅里叶非圆齿轮7的初始安装相位差均为^，其值为45°，实现第一叶轮12和第二叶轮13的差速转动,使得差速泵封闭腔的容积周期性变化,在第一排液口 11-1、第二排液口 11-3、第三排液口 11-5和第四排液口 11-7产生排液，在第一吸液口 11-2、第二吸液口 11-4、第三吸液口 11-6和第四吸液口 11-8产生吸液。由于傅里叶非圆齿轮的非匀速传动是连续的，在封闭腔处于完全密闭时，叶片仍有差速转动，这将使封闭腔压力超过限定值，单向泄压阀14将邻近封闭腔打通泄压，防止困液。
[0018]该傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵的工作原理:` 电机10通过联轴器9和输入轴2将动力传给第一傅里叶非圆齿轮4和第二傅里叶非圆齿轮5。第一傅里叶非圆齿轮4与第一共轭傅里叶非圆齿轮6啮合，第二傅里叶非圆齿轮5与第二共轭傅里叶非圆齿轮7啮合，第一共轭傅里叶非圆齿轮6将动力通过输出轴3传给第一叶轮12，第二共轭傅里叶非圆齿轮7将动力通过轴套8传给第二叶轮12，轴套8和第二共轭傅里叶非圆齿轮7活套在输出轴3上。两对傅里叶非圆齿轮副的安装相位不同，实现第一叶轮12与第二叶轮13的差速转动，从而实现吸液和排液。
【权利要求】
1.一种傅里叶非圆齿轮驱动的八叶片差速泵，包括驱动部件和差速泵部件，其特征在于: 所述的驱动部件包括驱动齿轮箱、输入轴、输出轴、第一傅里叶非圆齿轮、第二傅里叶非圆齿轮、第一共轭傅里叶非圆齿轮、第二共轭傅里叶非圆齿轮和轴套；电机通过联轴器与输入轴连接，输入轴通过两个轴承支撑在驱动齿轮箱的两侧壁；所述的第一傅里叶非圆齿轮和第二傅里叶非圆齿轮均固定安装在输入轴上；输出轴的两端分别通过轴承支撑在驱动齿轮箱和泵壳的箱壁上，第一共轭傅里叶非圆齿轮固定安装在输出轴上，并与第一傅里叶非圆齿轮啮合；第二共轭傅里叶非圆齿轮和第二叶轮都固结在轴套上，轴套活套在输出轴上；第二共轭傅里叶非圆齿轮与第二傅里叶非圆齿轮啮合； 所述的差速泵部件包括泵壳、第一叶轮、第二叶轮和单向泄压阀；所述的泵壳沿圆周逆时针方向依次开设有第一排液口、第一吸液口、第二排液口、第二吸液口、第三排液口、第三吸液口、第四排液口和第四吸液口 ；第一排液口、第二排液口、第三排液口和第四排液口沿圆周均布，第一吸液口、第二吸液口、第三吸液口和第四吸液口沿圆周均布；第一叶轮固定在输出轴上；所述的第一叶轮和第二叶轮均沿周向均布设置有四片叶片；沿圆周方向，第一叶轮的叶片与第二叶轮的叶片相间设置；所有叶片内部均安装一个单向泄压阀，单向泄压阀方向与叶片转动方向一致； 所述第一傅里叶非圆齿轮和第二傅里叶非圆齿轮的结构完全一致，第一共轭傅里叶非圆齿轮和第二共轭傅里叶非圆齿轮的结构完全一致，第一傅里叶非圆齿轮、第二傅里叶非圆齿轮、第一共轭傅里叶非圆齿轮和第二共轭傅里叶非圆齿轮均为四阶非圆齿轮；第一傅里叶非圆齿轮与第二傅里叶非圆齿轮的初始安装相位差、第一共轭傅里叶非圆齿轮与第二共轭傅里叶非圆齿轮的初始安装相位差均为45°。
【文档编号】F04C2/18GK103758757SQ201410039570
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】徐高欢, 陈建能, 卢形 申请人:浙江理工大学