三叶齿轮变速器驱动的三叶齿轮泵的制作方法
【专利摘要】三叶齿轮变速器驱动的三叶齿轮泵，电机、变速器和三叶齿轮泵。其中，电机与三叶齿轮泵之间设有三叶齿轮变速器，电机通过联轴器A与三叶齿轮变速器相连，三叶齿轮变速器通过联轴器B与三叶齿轮泵相连。本发明通过结构简单，安装方便，制造成本低，而且流量更加均匀；脉动平抑效果显著提高。
【专利说明】
Ξ叶齿轮变速器驱动的Ξ叶齿轮累
技术领域
[0001] 本发明属于流体传动领域，具体设及一种大排量低脉动的Ξ叶齿轮累。
【背景技术】
[0002] Ξ叶齿轮累采用一对共辆的Ξ叶齿轮作为转子，当累内腔半径一定时，Ξ叶齿轮 累相对普通圆齿轮累的排量，可W增大4倍W上，因此是一种大排量轻质量的高性能累。但 Ξ叶齿轮累在排量增大的同时流量脉动也随之增大，导致其振动和噪声大幅提高，无法正 常应用，因此有效的平抑流量脉动成为制约Ξ叶齿轮累实用化的关键问题。
[0003] 谭伟明等采用Ξ个楠圆齿轮转子串联的结构，通过两个排油腔流量互补，使总输 出流量脉动减小；另外，他还提出将两个Ξ叶齿轮累并联的方案，其本质也是通过流量互补 实现平抑效果，运两种方法在降低脉动的同时还可增大排量，对楠圆齿轮累的性能提升具 有积极的意义，但引入新转子后，累结构变得复杂，制造难度加大，整体重量也随之上升。
[0004] 林超等提出了高阶楠圆锥齿轮累，通过对比发现该累相对于圆柱齿轮累和非圆柱 齿轮累的排量最大，但并没有对其流量脉动进行平抑。
[0005] 除此之外，人们针对普通圆齿轮累，提出通过改变齿数、压力角、齿高等几何参数 或采用弧齿、斜齿及非对称齿等特殊齿形的方法来减小齿轮累的流量脉动，但Ξ叶齿轮累 的脉动主要来源于Ξ叶转子的节曲线形状，运些方法的效果将十分有限。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种Ξ叶齿轮变速器驱动的Ξ叶齿轮累，在不改变累体结构 的前提下，大幅平抑Ξ叶齿轮累的瞬时流量脉动，实现大排量稳定输出，进而有效抑制累体 的振动及噪声。
[0007] 本发明主要包括电机、变速器和Ξ叶齿轮累。其中，电机与Ξ叶齿轮累之间设有Ξ 叶齿轮变速器，电机通过联轴器A与Ξ叶齿轮变速器相连，Ξ叶齿轮变速器通过联轴器Β与 Ξ叶齿轮累相连。电机的输出轴与联轴器A的一端相连，联轴器A的另一端与Ξ叶齿轮变速 器的输入轴相连，Ξ叶齿轮变速器的输入轴与主动Ξ叶齿轮通过键相连，主动Ξ叶齿轮与 从动Ξ叶齿轮相互晒合，主动Ξ叶齿轮与从动Ξ叶齿轮置于变速器壳体的内部，从动Ξ叶 齿轮通过键与Ξ叶齿轮变速器的输出轴相连，Ξ叶齿轮变速器的输入轴、Ξ叶齿轮变速器 的输出轴、主动Ξ叶齿轮、从动Ξ叶齿轮和变速器壳体组成变速器。Ξ叶齿轮变速器的输出 轴与联轴器B的一端相连，联轴器B的另一端与齿轮累的输入轴相连，齿轮累的输入轴与在 主动Ξ叶齿轮转子通过键连接，主动Ξ叶齿轮转子与从动Ξ叶齿轮转子相互晒合，主动Ξ 叶齿轮转子与从动Ξ叶齿轮转子置于齿轮累的壳体内部。Ξ叶齿轮累的输入轴、主动Ξ叶 齿轮转子、从动Ξ叶齿轮转子和Ξ叶齿轮累壳体组成Ξ叶齿轮累。
[000引 Ξ叶齿轮累中的主动Ξ叶齿轮转子与从动Ξ叶齿轮转子，其节曲线方程为：
[0009]
(!)
[0010] 式中，ei为Ξ叶齿轮转子的偏屯、率，ειι为Ξ叶齿轮转子节曲线的基轴，妍为主动Ξ 叶齿轮转子的转角，ri、n分别为主动Ξ叶齿轮转子和从动Ξ叶齿轮转子的节曲线向径，主 动Ξ叶齿轮安装在Ξ叶齿轮累的输入轴上。
[0011] 变速器中的主动Ξ叶齿轮与从动Ξ叶齿轮，其节曲线方程为：
[001。
口）
[OOU]式中，62为立叶齿轮的偏屯、率，曰2为立叶齿轮节曲线的基轴，終为主动立叶齿轮的 转角，η J4分别为主动Ξ叶齿轮和从动Ξ叶齿轮的节曲线向径。
[0014] 主动Ξ叶齿轮转子的长轴与从动Ξ叶齿轮的长轴相互平行;偏屯、率Θ2取值范围为 0.4ei~0.6ei。
[0015] 在一些实施方式中，Ξ叶齿轮变速器中的Ξ叶齿轮与一对圆齿轮副串联，圆齿轮 副中的从动齿轮与Ξ叶齿轮固定在一根轴上，圆齿轮副中的主动齿轮固定在变速器的输入 轴上。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0017] 本发明在不改变累体结构的基础上，通过一对外置Ξ叶齿轮机构驱动Ξ叶齿轮转 子变速转动实现流量脉动平抑，与将两个Ξ叶齿轮累并联的方式，本发明结构简单，安装方 便，制造成本低，而且流量更加均匀；与改变Ξ叶齿轮转子的几何参数或齿形等方法相比， 本发明的脉动平抑效果显著提高。
【附图说明】
[0018] 图1是Ξ叶齿轮变速器驱动的Ξ叶齿轮累机构简图；
[0019] 图2Ξ叶齿轮累的剖视图
[0020] 图3变速器和齿轮累中Ξ叶齿轮的节曲线
[0021 ]图4是齿轮累转子偏屯、率ei = 0.2时的瞬时流量曲线
[0022] 附图标号1-主动Ξ叶齿轮转子;2-从动Ξ叶齿轮转子;3-主动Ξ叶齿轮;4-从动Ξ 叶齿轮;5-Ξ叶齿轮累;6-变速器;7-联轴器A; 8-电机;9-联轴器B; 10-Ξ叶齿轮变速器的输 入轴；11-Ξ叶齿轮变速器的输出轴；12-齿轮累的输入轴。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
[0024] Ξ叶齿轮变速器驱动的Ξ叶齿轮累具体结构如图1所示，电机8与Ξ叶齿轮累之间 设有Ξ叶齿轮变速器，电机通过联轴器A7与Ξ叶齿轮变速器相连，Ξ叶齿轮变速器通过联 轴器B9与Ξ叶齿轮累相连。电机的输出轴与联轴器A的一端相连，联轴器A的另一端与Ξ叶 齿轮变速器的输入轴10相连，Ξ叶齿轮变速器的输入轴与主动Ξ叶齿轮3通过键相连，主动 Ξ叶齿轮与从动Ξ叶齿轮4相互晒合，主动Ξ叶齿轮与从动Ξ叶齿轮置于变速器壳体的内 部，从动Ξ叶齿轮通过键与Ξ叶齿轮变速器的输出轴11相连，Ξ叶齿轮变速器的输入轴、Ξ 叶齿轮变速器的输出轴、主动Ξ叶齿轮、从动Ξ叶齿轮和变速器壳体组成变速器6。Ξ叶齿 轮变速器的输出轴与联轴器Β9的一端相连，联轴器Β的另一端与齿轮累的输入轴12相连，Ξ 叶齿轮累的输入轴与在主动Ξ叶齿轮转子1通过键连接，主动Ξ叶齿轮转子与从动Ξ叶齿 轮转子2相互晒合，主动Ξ叶齿轮转子与从动Ξ叶齿轮转子置于Ξ叶齿轮累的壳体内部。Ξ 叶齿轮累的输入轴、主动Ξ叶齿轮转子、从动Ξ叶齿轮转子和齿轮累壳体组成Ξ叶齿轮累 5。
[0025] Ξ叶齿轮累中的主动Ξ叶齿轮转子与从动Ξ叶齿轮转子，其剖视图如图2所示，Ξ 叶齿轮的节曲线方程为
[0026]
掛
[0027] 式中，ei为Ξ叶齿轮转子的偏屯、率，曰1为Ξ叶齿轮转子节曲线的基轴，例为主动Ξ 叶齿轮转子的转角，ri、n分别为主动Ξ叶齿轮转子和从动Ξ叶齿轮转子的节曲线向径，主 动Ξ叶齿轮安装在齿轮累的输入轴上。本实施例中，齿轮累中Ξ叶齿轮转子的参数为： [00%]表叶齿轮累转子参数
[0029]
[0030] 根据表1和公式3可计算出本实施例中Ξ叶齿轮转子1、2节曲线上的数据，如表2所 示，W此得到Ξ叶齿轮转子节曲线如图3中的虚线所示。
[0031] 表2轮累中Ξ叶齿轮节曲线数据
[0032]
[0033] 变速器中的主动Ξ叶齿轮与从动Ξ叶齿轮，其节曲线方程为
[0034]
巧）
[0035] 式中，Θ2为Ξ叶齿轮的偏屯、率，曰2为Ξ叶齿轮节曲线的基轴，转为主动Ξ叶齿轮的 转角，η J4分别为主动Ξ叶齿轮和从动Ξ叶齿轮的节曲线向径。
[0036] 本实施例中，变速器6中Ξ叶齿轮的参数为：
[0037] 表3Ξ叶齿轮变速器中Ξ叶齿轮参数
[00；3 引
[0039] 根据表2和公式4可计算出本实施例中Ξ叶齿轮3、4节曲线上的数据，如表4所示， W此得到Ξ叶齿轮3、4节曲线如图3中的虚线所示。
[0040] 表4变速器中Ξ叶齿轮的节曲线数据
[0041]
[0042] 为了使变速器对齿轮累的平抑效果最好，Ξ叶齿轮转子和Ξ叶齿轮在安装时，要 保证二者的节曲线长轴相互平行，此时Ξ叶齿轮累的瞬时流量方程为
[00创
伪
[0044] 式中，qi为有变速器时Ξ叶齿轮累的瞬时流量，Β为Ξ叶齿轮转子的宽度，〇3为电 机转速，ri为主动Ξ叶齿轮转子的节曲线向径，?为主动Ξ叶齿轮的节曲线向径，R为Ξ叶齿 轮累内腔半径，曰1为Ξ叶齿轮转子节曲线的基轴，逝为立叶齿轮节曲线的基轴。
[0045] 无 Ξ叶齿轮变速器时，电机直接驱动Ξ叶齿轮累的瞬时流量公式为
[0046]
巧)
[0047] 式中，Q2为无变速器时Ξ叶齿轮累的瞬时流量，B为Ξ叶齿轮转子的宽度，〇3为电 机转速，ri为主动Ξ叶齿轮转子的节曲线向径，R为Ξ叶齿轮累内腔半径，曰1为Ξ叶齿轮转子 节曲线的基轴。
[0048] 根据表1，表2中的参数和公式巧)-(6 )，可得Ξ叶齿轮累的瞬时流量数据，如表5所 示，W此得到有、无变速器时的Ξ叶齿轮累流量曲线，分别如图4中的曲线a和曲线b所示。
[0049] 表5Ξ叶齿轮累转子ei = 0.2时的瞬时流量化/min)
[(K)加 ]
[0052]从图4中的对比可W看出，通过Ξ叶齿轮变速器驱动Ξ叶齿轮累后，其瞬时流量脉 动情况得到了明显的改善，从流体机械的根源上解决流量脉动的原因，降低了脉动冲击与 噪音，有利于机械系统的稳定。
【主权项】
1. 三叶齿轮变速器驱动的三叶齿轮栗，主要包括电机、变速器和三叶齿轮栗，三叶齿轮 栗的输入轴与在主动三叶齿轮转子通过键连接，主动三叶齿轮转子与从动三叶齿轮转子相 互啮合，主动三叶齿轮转子与从动三叶齿轮转子置于三叶齿轮栗的壳体内部，三叶齿轮栗 的输入轴、主动三叶齿轮转子、从动三叶齿轮转子和齿轮栗壳体组成三叶齿轮栗，三叶齿轮 栗中的主动三叶齿轮转子与从动三叶齿轮转子，其节曲线方程为：式中，el为三叶齿轮转子的偏心率，&1为三叶齿轮转子节曲线的基轴，釣为主动三叶齿 轮转子的转角，n、r2分别为主动三叶齿轮转子和从动三叶齿轮转子的节曲线向径，主动三 叶齿轮安装在三叶齿轮栗的输入轴上，其特征在于：电机与三叶齿轮栗之间设有三叶齿轮 变速器，电机通过联轴器A与三叶齿轮变速器相连，三叶齿轮变速器通过联轴器B与三叶齿 轮栗相连，电机的输出轴与联轴器A的一端相连，联轴器A的另一端与三叶齿轮变速器的输 入轴相连，三叶齿轮变速器的输入轴与主动三叶齿轮通过键相连，主动三叶齿轮与从动三 叶齿轮相互啮合，主动三叶齿轮与从动三叶齿轮置于变速器壳体的内部，从动三叶齿轮通 过键与三叶齿轮变速器的输出轴相连，三叶齿轮变速器的输入轴、三叶齿轮变速器的输出 轴、主动三叶齿轮、从动三叶齿轮和变速器壳体组成变速器，三叶齿轮变速器的输出轴与联 轴器B的一端相连，联轴器B的另一端与齿轮栗的输入轴相连，三叶齿轮栗中的主动三叶齿 轮转子与从动三叶齿轮转子，节曲线方程为：式中，e2为三叶齿轮的偏心率，a2为三叶齿轮节曲线的基轴，的为主动三叶齿轮的转角， r3、r4分别为主动三叶齿轮和从动三叶齿轮的节曲线向径;主动三叶齿轮转子的长轴与从动 三叶齿轮的长轴相互平行;偏心率e 2取值范围为0.4ei~0.6eu2. 根据权利要求1所述的三叶齿轮变速器驱动的三叶齿轮栗，其特征在于:三叶齿轮变 速器中的三叶齿轮与一对圆齿轮副串联，圆齿轮副中的从动齿轮与三叶齿轮固定在一根轴 上，圆齿轮副中的主动齿轮固定在变速器的输入轴上。
【文档编号】F04C2/12GK105927534SQ201610280072
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】刘大伟, 杨文华
【申请人】燕山大学