直齿共轭内啮合齿轮泵.pdf

一种直齿共轭内啮合齿轮泵，由带内孔的泵体，可在内孔中自由转动的一对内啮合齿轮副，固定于泵体上分隔内外齿轮的月牙板以及驱动齿轮转动的驱动轴等零部件组成。齿轮的齿廓曲线为直线，其齿轮高度大于实际啮合高度，而齿圈的齿廓分为两部分，轮齿部分为工作齿廓，与齿轮的直线齿廓共轭，工作时与齿轮齿面接触，轮齿根部为一个对称梯形槽，梯形槽的两侧面工作时不与齿轮齿面接触。本发明的优点在于能有效增加齿轮泵的排量，同时还能减轻困油现象，提高工作平稳性。

1.  一种直齿共轭内啮合齿轮泵，它包含带内孔的泵体，可在内孔中自由转动的一对内啮合齿轮副，固定于泵体上分隔内外齿轮的月牙板以及驱动齿轮转动的驱动轴等部件。其特征在于：齿轮的齿廓曲线为直线，其齿轮高度大于实际啮合高度，齿顶宽度与齿顶圆齿距的比值为0.08～0.1。

2.  如权利要求1所述的直齿共轭内啮合齿轮泵，其特征在于：齿圈的齿廓分为两部分，轮齿部分为工作齿廓，与齿轮的直线齿廓共轭，工作时与齿轮齿面接触；齿根部分为一个对称梯形槽，梯形槽两侧面的夹角为20～30°，两侧面在工作时不与齿轮齿面接触。

3.  如权利要求1、2所述的直齿共轭内啮合齿轮泵，其特征在于：齿轮的齿数为8～12，内外齿轮的齿数差大于3。

直齿共轭内啮合齿轮泵
技术领域
本发明属液压设备技术领域，具体涉及一种直齿共轭内啮合齿轮泵。
背景技术
内啮合齿轮泵具有结构简单紧凑、体积小、工作寿命长、成本低、自吸性能好、对液压油微量杂质不敏感等优点，在液压系统中得到了广泛的应用。
内啮合齿轮泵是通过一对齿数差很小的内啮合齿轮副啮合传动，并借助于月牙板分隔达到泵油的目的。目前内啮合齿轮的齿形主要为渐开线，其特点是加工工艺性好，精度要求低，但渐开线内啮合齿轮泵困油现象比较严重，运行噪音比较大，输出压力也不高。液压传动在向高压、高速、大功率方向发展的同时，噪声问题也显得越来越突出，为了在提高工作效率的同时降低液压系统的噪声，直齿共轭内啮合齿轮泵近年来得到了迅速的发展。
直齿共轭内啮合齿轮泵采用一对特殊齿廓的内啮合齿轮副，其中齿轮为直线齿廓，齿圈为其共轭齿廓。由于其啮合过程的特殊性，该泵的运转噪音和流量脉动小，既具有一般齿轮泵结构简单，对介质污染敏感性小的优点，又具有柱塞泵的高压力和螺杆泵的低噪声、长寿命的优点，特点是输出压力高、结构简单、压力脉动和噪音小，被业内称为“安静泵”。
内啮合齿轮泵的排量与轮齿的高度成正比，而轮齿的高度增加同时会使齿轮副重叠系数增大，在两对轮齿同时啮合时形成封闭的困油区，随着齿轮的旋转运动，这个困油区由大变小，再由小变大。而油的压缩性很小，当困油区容积变小时，封闭在其中的液体受挤产生高压，齿轮的径向载荷因此急剧增加，导致振动和噪声；而困油区容积变大时，又造成局部真空，引起气穴噪声等现象，严重时会使系统失稳，现有技术的直齿共轭内啮合齿轮泵中(CN2711413Y2005年7月20日公告)，为了控制困油现象，齿轮啮合的重叠系数都比较小，轮齿的高度受到限制，从而影响了齿轮泵排量的提高，见图3。
发明内容
本发明的目的就是为了解决提高直齿共轭内啮合齿轮泵提高排量与控制困油带来的振动噪音之间的矛盾，提供一种能有效避免困油加剧，又能增加排量的直齿共轭内啮合齿轮泵结构。
本发明的目的是通过提供一种具有以下结构的直齿共轭内啮合齿轮泵来实现的，该直齿共轭内啮合齿轮泵主要包括带内孔的泵体，可在内孔中自由转动的一对内啮合齿轮副，固定于泵体上分隔内外齿轮的月牙板以及驱动齿轮转动的驱动轴等部件。如图1所示，齿圈1和齿轮2构成内啮合齿轮副，齿轮的工作齿面齿廓为直线，齿圈为与之共轭的曲线。两轮偏心安装在泵体上。齿轮和内齿圈之间的月牙板3和齿轮啮合点将吸油腔和压油腔隔开，形成两个独立的封闭空间，当驱动轴带动齿轮传动时，两封闭空间的容积发生变化，将液压油不断从吸油腔带入压油腔，实现泵油的功能。
与图2中的现有技术相比较，本发明的关键是通过增加齿轮2的齿高，以提高齿轮泵的排量，与现有技术相比，本发明在不改变泵的结构尺寸的条件下，可以将齿轮的齿高增加10％～15％，齿轮泵的排量相应提高15％～20％。
为了适应齿轮参数高度的变化，本发明同时改变了齿圈的根部齿形，设计一个能容纳齿轮齿顶的一个对称梯形槽结构。为了保证齿根的强度，梯形槽两侧面的夹角为20～30°，槽侧面与底面之间有过渡圆弧。同时槽的底面与齿轮的齿顶保持一定间隙，以满足增高后齿轮齿顶处的啮合间隙要求。由于齿圈梯形槽部分齿廓工作时不参与啮合，因此不会增加齿轮副啮合的重叠系数，困油区容积大小的变化量也不会增加。但在啮合过程中，齿圈齿底的梯形槽结构加大了困油区的绝对容积，因此在困油区容积发生变化时，反而能有效地抑制压力的剧烈变化，减小运转噪音。
当齿轮的齿数过多时，齿顶容易变尖，因此本发明中齿轮的齿数为8～12，同时齿顶宽度与齿顶圆齿距的比值为0.08～0.1，以保证齿顶的宽度以满足月牙板处密封的要求。另外，本发明的内外齿轮的齿数差大于3，齿数差太小，会导致啮合干涉，同时减少月牙板密封面的长度，影响密封效果。
附图说明
图1为本发明的轮齿结构图。
图2为一种现有技术的轮齿结构图。
图3为本发明的直齿共轭内啮合齿轮泵总体结构图。
图4为本发明的直齿共轭内啮合齿轮泵结构剖视图。
图中的零件标号：1-齿圈，2-齿轮，3-键，4-驱动轴，5-月牙板，6-螺栓，7-轴承盖，8-密封圈，9-螺钉，10-滚动轴承，11-前泵体，12-滑动轴承套，13-中间泵体，14-滑动轴承套，15-后泵体
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步说明。
图3，4表示了本发明的一个直齿共轭内啮合齿轮泵实施方式。齿轮2通过键3与驱动轴4联接，在电动机带动下转动。驱动轴4由滚动轴承10以及滑动轴承套12、13支承在泵体上，泵体由前泵体11、中间泵体13和后泵体15通过螺栓6联接组成。齿圈1位于中间泵体上的内孔中，并与齿轮啮合。月牙板5位于齿轮分为齿圈的轮齿之间，起着分隔吸油区和压油区的作用。前泵体上开有润滑轴承用的小油孔，并在轴的伸出端安装密封圈8以防止泄漏，密封圈通过轴承盖7及螺钉9固定。当齿轮泵工作时，液压油从前泵体上的进油口流入，进入吸油腔，并随着齿轮的转动被带入压油腔，最后通过泵体上的油道从出油口排出。
在本发明的直齿共轭内啮合齿轮泵出油口输入高压油，则可在驱动轴上实现一定的转速和转矩输出，实现油马达的功能。