一种正弦非圆齿轮驱动的六叶片差速泵

摘要

本发明公开了一种正弦非圆齿轮驱动的六叶片差速泵。本发明的动力由电机输出，经过联轴器传给输入轴；第一正弦非圆齿轮和第二正弦非圆齿轮均固定在输入轴上；第一共轭正弦非圆齿轮固定在输出轴上，并与第一正弦非圆齿轮啮合；第二共轭正弦非圆齿轮与第二叶轮通过轴套固结，轴套活套在输出轴上；第二共轭正弦非圆齿轮与第二正弦非圆齿轮啮合；第一叶轮固定在输出轴上；第一叶轮和第二叶轮均设置有三片叶片，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。

主权项

一种正弦非圆齿轮驱动的六叶片差速泵，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、第一正弦非圆齿轮、第二正弦非圆齿轮、第一共轭正弦非圆齿轮、第二共轭正弦非圆齿轮和轴套；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；所述的第一正弦非圆齿轮和第二正弦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，第一共轭正弦非圆齿轮固定安装在输出轴上，并与第一正弦非圆齿轮啮合；第二共轭正弦非圆齿轮和差速泵部件的第二叶轮都固结在轴套上，轴套活套在输出轴上；第二共轭正弦非圆齿轮与第二正弦非圆齿轮啮合；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、第三排液口和第三吸液口；第一排液口、第二排液口和第三排液口沿圆周均布，第一吸液口、第二吸液口和第三吸液口沿圆周均布；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三片叶片；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；所述的第一正弦非圆齿轮和第二正弦非圆齿轮的结构完全一致，第一共轭正弦非圆齿轮和第二共轭正弦非圆齿轮的结构完全一致，第一正弦非圆齿轮、第二正弦非圆齿轮、第一共轭正弦非圆齿轮和第二共轭正弦非圆齿轮均为三阶非圆齿轮；第一正弦非圆齿轮与第二正弦非圆齿轮的初始安装相位差、第一共轭正弦非圆齿轮与第二共轭正弦非圆齿轮的初始安装相位差均为60°；根据正弦齿轮副的关系，第一正弦非圆齿轮的转角与第一共轭正弦非圆齿轮的转角满足关系式：其中，参数n₁为第一正弦非圆齿轮的阶数，取值为3；n₂为第一共轭正弦非圆齿轮的阶数，取值为3；x₁和y₁满足关系式：其中，A为正弦曲线的幅值，取值范围为0.001～0.01；参数正弦曲线周期$l=\frac{2\pi \sqrt{{n_1}^2+{n_2}^2}}{n_1{n}_2};$第一正弦非圆齿轮的节曲线表达式为：第一正弦非圆齿轮和第一共轭正弦非圆齿轮均为三阶非圆齿轮，根据非圆齿轮啮合原理，第一正弦非圆齿轮旋转360°时，第一共轭正弦非圆齿轮也旋转360°，可得计算中心距a的迭代式：取中心距初值a₀采用进退法搜索算出中心距a的精确值；第一正弦非圆齿轮与第一共轭正弦非圆齿轮的传动比为：$i_{21}=\frac{\tan \left(\beta \right)+\mathrm{Ab}\cos \left(b{x}_1\right)}{1-\mathrm{Ab}\tan \left(\beta \right)\sin \left(b{x}_1\right)}$第二正弦非圆齿轮与第二共轭正弦非圆齿轮的传动比为：$i_{43}=\frac{\tan \left(\beta \right)+\mathrm{Ab}\cos \left(b{x}_2\right)}{1-\mathrm{Ab}\tan \left(\beta \right)\sin \left(b{x}_2\right)}$其中，θ为第一正弦非圆齿轮与第二正弦非圆齿轮的初始安装相位差，取值为60°；令第一正弦非圆齿轮与第一共轭正弦非圆齿轮的传动比i₂₁等于第二正弦非圆齿轮与第二共轭正弦非圆齿轮的传动比i₄₃，可求得四个不同的转角转角取最小值时，第一正弦非圆齿轮的角位移为第二正弦非圆齿轮的角位移为第一叶轮和第二叶轮的转角分别为：第一叶轮及第二叶轮的叶片角θ_叶的取值均为25°～35°；第一排液口、第一吸液口、第二排液口、第二吸液口、第三排液口和第三吸液口的大小相等，且比叶片的叶片角θ_叶小2～5°；泵壳的第一排液口中心位置角第一吸液口中心位置角第二排液口中心位置角第二吸液口中心位置角第三排液口中心位置角第三吸液口中心位置角