一种低汽蚀齿轮泵的制作方法

本发明涉及机械领域，具体涉及一种低汽蚀齿轮泵。

背景技术：

1、齿轮泵作为重要的动力元件，因其结构简单、功重比大、自吸性能好、抗污染能力强、工作可靠、成本低廉及维护方便等诸多优势被广泛应用于航空航天领域。

2、齿轮泵虽然有着极为广阔的应用，但受制于其自身的结构特点仍然还存在一些突出问题亟待优化，例如：汽蚀破坏严重、齿间困油难以完全消除、振动噪声较大等，这些问题都制约着齿轮泵的进一步发展。

3、齿轮泵的汽蚀是燃油泵设计时面临的一个重大问题，其特征为：燃油在油泵内部流通过程中，燃油压力降低到一定程度时，燃油内空气分离及燃油汽化后会产生气泡，而气泡受到高压时破裂，一般会产生高达50mpa的冲击力，对零件产生冲击破坏，除此之外，气泡破裂时接触到零部件表面会产生一系列的物理化学变化使得零部件表面产生破坏。高转速及高功率的燃油齿轮泵，汽蚀破坏更加严重。

4、随着航空发动机向高推重比、高机动性和高可靠性等方向的发展对燃油齿轮泵寿命、振动噪声要求日益提高，但齿轮泵在运行过程中的汽蚀严重影响泵性能和可靠性。因此，从汽蚀发生的条件出发，提供了一种低汽蚀齿轮泵。

技术实现思路

1、本发明目的是解决现有齿轮泵主动齿轮和从动齿轮从互相啮合到轮齿脱离过程中形成低压区发生汽蚀的问题。因此本发明提供一种低汽蚀齿轮泵，能够提高主从齿轮相互啮合的轮齿脱离过程中的低压区压力，避免汽蚀的发生，进而降低由汽蚀带来的振动和噪声强度。

2、本发明的技术解决方案是：一种低汽蚀齿轮泵，包括壳体1、主动齿轮轴2、从动齿轮轴3和升压阀组件4，所述主动齿轮轴2包括传动轴21和主动齿轮22，主动齿轮22包括升压阀座安装螺纹孔220、单向阀安装孔221、复位弹簧腔222和介质出口223，所述从动齿轮轴3包括从动轴31和从动齿轮32，从动齿轮32包括升压阀座安装螺纹孔320、单向阀安装孔321、复位弹簧腔322和介质出口323，所述升压阀包括复位弹簧41、单向阀42和阀座43，所述阀座43包括介质入口431、外螺纹432和六方孔433，其中：

3、主动齿轮轴2与从动齿轮轴3均安装在壳体1中，所述壳体1上设有进油口11和出油口12，所述主动齿轮22及从动齿轮32的轮齿上均设有升压阀孔，在主从齿轮22和从动齿轮32轮齿上升压阀孔中安装升压阀组件4，包括复位弹簧41、单向阀42和阀座43，复位弹簧41安装在单向阀42上，与单向阀42同轴，弹簧一端紧贴在轮齿上复位弹簧腔的端面，另一边紧贴在单向阀42的端面，阀座43与阀座安装螺纹孔通过螺纹配合紧固在主动齿轮轴2与从动齿轮轴3的轮齿上，阀座43的斜面434紧贴单向阀42的密封端面421。

4、进一步的，所述阀孔分为升压阀座安装螺纹孔220、单向阀安装孔221、复位弹簧腔222和介质出口223；所述阀孔的中心线位于齿厚方向的中间平面上；所述阀孔的个数与齿轮齿数相同，每个阀孔关于齿轮轴中心线对称分布；所述阀孔从靠近齿顶斜向齿根，连通相邻的两个齿槽，且升压阀座安装螺纹孔220、单向阀安装孔221、复位弹簧腔222的中心线应同轴。

5、进一步的，所述升压阀座43介质入口431侧的压力不大于所述介质出口223侧压力与复位弹簧41预紧力之和，升压阀处于关闭状态；

6、反之，压缩升压阀打开，介质流经阀座43、压缩复位弹簧41、打开单向阀42流入吸空区域13，提高此吸空区域的压力，抑制汽蚀的发生，进而抑制噪声和振动的产生。

7、进一步的，从主动齿轮21与从动齿轮31轮齿啮合处看，升压阀组件的介质入口靠近齿轮泵进口11，介质出口靠近啮合处的吸空区域13。

8、进一步的，阀座43上介质入口431直径ф1与轮齿阀孔上介质出口223直径ф2相等。

9、进一步的，阀座43上六方孔433内切圆直径小于介质入口431直径ф1。

10、进一步的，升压阀座安装螺纹孔220一侧中心与轮齿齿顶之间的距离h＝d，其中，d为阀座安装螺纹段外径。

11、进一步的，升压阀孔中心线与轮轴轴线夹角α的范围为：45°≤α≤65°，其中齿轮分度圆直径大者取大值，小者取小值°。

12、综上所述，本发明一种低汽蚀齿轮泵，根据单向阀结构特点，将单向阀结构引入齿轮泵中，在主动齿轮上和从动齿轮轮齿上均设置升压阀，当轮齿上升压阀介质入口侧齿槽内压力不大于介质出口侧压力与复位弹簧预紧力之和时，升压阀关闭；若大于介质出口侧压力与复位弹簧预紧力之和时，升压阀打开，从压力较高侧向低压侧补充介质，提高低压侧压力，避免汽蚀的发生以降低噪声及振动，延长齿轮泵使用寿命提升其可靠性。

技术特征：

1.一种低汽蚀齿轮泵，其特征在于，低汽蚀齿轮泵包括壳体(1)、主动齿轮轴(2)、从动齿轮轴(3)和升压阀组件(4)，所述主动齿轮轴(2)包括传动轴(21)和主动齿轮(22)，主动齿轮(22)包括升压阀座安装螺纹孔(220)、单向阀安装孔(221)、复位弹簧腔(222)和介质出口(223)，所述从动齿轮轴(3)包括从动轴(31)和从动齿轮(32)，从动齿轮(32)包括升压阀座安装螺纹孔(320)、单向阀安装孔(321)、复位弹簧腔(322)和介质出口(323)，所述升压阀包括复位弹簧(41)、单向阀(42)和阀座(43)，所述阀座(43)包括介质入口(431)、外螺纹(432)和六方孔(433)，其中：

2.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，所述阀孔分为升压阀座安装螺纹孔(220)、单向阀安装孔(221)、复位弹簧腔(222)和介质出口(223)；所述阀孔的中心线位于齿厚方向的中间平面上；所述阀孔的个数与齿轮齿数相同，每个阀孔关于齿轮轴中心线对称分布；所述阀孔从靠近齿顶斜向齿根，连通相邻的两个齿槽，且升压阀座安装螺纹孔(220)、单向阀安装孔(221)、复位弹簧腔(222)的中心线应同轴。

3.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，从主动齿轮(21)与从动齿轮(31)轮齿啮合处看，升压阀组件的介质入口靠近齿轮泵进口(11)，介质出口靠近啮合处的吸空区域(13)。

5.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，阀座(43)上介质入口(431)直径ф1与轮齿阀孔上介质出口(223)直径ф2相等。

6.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，阀座(43)上六方孔(433)内切圆直径小于介质入口(431)直径ф1。

7.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，升压阀座安装螺纹孔(220)一侧中心与轮齿齿顶之间的距离h＝d，其中，d为阀座安装螺纹段外径。

8.根据权利要求1所述的低汽蚀齿轮泵，其特征在于，升压阀孔中心线与轮轴轴线夹角α的范围为：45°≤α≤65°，其中齿轮分度圆直径大者取大值，小者取小值°。

技术总结
本申请提供一种低汽蚀齿轮泵，包括壳体1、主动齿轮轴2、从动齿轮轴3和升压阀组件4，所述主动齿轮轴2包括传动轴21和主动齿轮22，主动齿轮22包括升压阀座安装螺纹孔220、单向阀安装孔221、复位弹簧腔222和介质出口223，所述从动齿轮轴3包括从动轴31和从动齿轮32，从动齿轮32包括升压阀座安装螺纹孔320、单向阀安装孔321、复位弹簧腔322和介质出口323，所述升压阀包括复位弹簧41、单向阀42和阀座43，所述阀座43包括介质入口431、外螺纹432和六方孔433。

技术研发人员：王洁,唐艳,殷德文,宋姗姗,张振国,李晶晶
受保护的技术使用者：中国航发西安动力控制科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1