三葉齒輪變速器驅動的三葉齒輪泵的制作方法
【專利摘要】三葉齒輪變速器驅動的三葉齒輪泵，電機、變速器和三葉齒輪泵。其中，電機與三葉齒輪泵之間設有三葉齒輪變速器，電機通過聯軸器A與三葉齒輪變速器相連，三葉齒輪變速器通過聯軸器B與三葉齒輪泵相連。本發明通過結構簡單，安裝方便，制造成本低，而且流量更加均勻；脈動平抑效果顯著提高。
【專利說明】
Ξ葉齒輪變速器驅動的Ξ葉齒輪累
技術領域
[0001] 本發明屬于流體傳動領域，具體設及一種大排量低脈動的Ξ葉齒輪累。
【背景技術】
[0002] Ξ葉齒輪累采用一對共輛的Ξ葉齒輪作為轉子，當累內腔半徑一定時，Ξ葉齒輪 累相對普通圓齒輪累的排量，可W增大4倍W上，因此是一種大排量輕質量的高性能累。但 Ξ葉齒輪累在排量增大的同時流量脈動也隨之增大，導致其振動和噪聲大幅提高，無法正 常應用，因此有效的平抑流量脈動成為制約Ξ葉齒輪累實用化的關鍵問題。
[0003] 譚偉明等采用Ξ個楠圓齒輪轉子串聯的結構，通過兩個排油腔流量互補，使總輸 出流量脈動減小；另外，他還提出將兩個Ξ葉齒輪累并聯的方案，其本質也是通過流量互補 實現平抑效果，運兩種方法在降低脈動的同時還可增大排量，對楠圓齒輪累的性能提升具 有積極的意義，但引入新轉子后，累結構變得復雜，制造難度加大，整體重量也隨之上升。
[0004] 林超等提出了高階楠圓錐齒輪累，通過對比發現該累相對于圓柱齒輪累和非圓柱 齒輪累的排量最大，但并沒有對其流量脈動進行平抑。
[0005] 除此之外，人們針對普通圓齒輪累，提出通過改變齒數、壓力角、齒高等幾何參數 或采用弧齒、斜齒及非對稱齒等特殊齒形的方法來減小齒輪累的流量脈動，但Ξ葉齒輪累 的脈動主要來源于Ξ葉轉子的節曲線形狀，運些方法的效果將十分有限。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種Ξ葉齒輪變速器驅動的Ξ葉齒輪累，在不改變累體結構 的前提下，大幅平抑Ξ葉齒輪累的瞬時流量脈動，實現大排量穩定輸出，進而有效抑制累體 的振動及噪聲。
[0007] 本發明主要包括電機、變速器和Ξ葉齒輪累。其中，電機與Ξ葉齒輪累之間設有Ξ 葉齒輪變速器，電機通過聯軸器A與Ξ葉齒輪變速器相連，Ξ葉齒輪變速器通過聯軸器Β與 Ξ葉齒輪累相連。電機的輸出軸與聯軸器A的一端相連，聯軸器A的另一端與Ξ葉齒輪變速 器的輸入軸相連，Ξ葉齒輪變速器的輸入軸與主動Ξ葉齒輪通過鍵相連，主動Ξ葉齒輪與 從動Ξ葉齒輪相互曬合，主動Ξ葉齒輪與從動Ξ葉齒輪置于變速器殼體的內部，從動Ξ葉 齒輪通過鍵與Ξ葉齒輪變速器的輸出軸相連，Ξ葉齒輪變速器的輸入軸、Ξ葉齒輪變速器 的輸出軸、主動Ξ葉齒輪、從動Ξ葉齒輪和變速器殼體組成變速器。Ξ葉齒輪變速器的輸出 軸與聯軸器B的一端相連，聯軸器B的另一端與齒輪累的輸入軸相連，齒輪累的輸入軸與在 主動Ξ葉齒輪轉子通過鍵連接，主動Ξ葉齒輪轉子與從動Ξ葉齒輪轉子相互曬合，主動Ξ 葉齒輪轉子與從動Ξ葉齒輪轉子置于齒輪累的殼體內部。Ξ葉齒輪累的輸入軸、主動Ξ葉 齒輪轉子、從動Ξ葉齒輪轉子和Ξ葉齒輪累殼體組成Ξ葉齒輪累。
[000引 Ξ葉齒輪累中的主動Ξ葉齒輪轉子與從動Ξ葉齒輪轉子，其節曲線方程為：
[0009]
(!)
[0010] 式中，ei為Ξ葉齒輪轉子的偏屯、率，ειι為Ξ葉齒輪轉子節曲線的基軸，妍為主動Ξ 葉齒輪轉子的轉角，ri、n分別為主動Ξ葉齒輪轉子和從動Ξ葉齒輪轉子的節曲線向徑，主 動Ξ葉齒輪安裝在Ξ葉齒輪累的輸入軸上。
[0011] 變速器中的主動Ξ葉齒輪與從動Ξ葉齒輪，其節曲線方程為：
[001。
口）
[OOU]式中，62為立葉齒輪的偏屯、率，曰2為立葉齒輪節曲線的基軸，終為主動立葉齒輪的 轉角，η J4分別為主動Ξ葉齒輪和從動Ξ葉齒輪的節曲線向徑。
[0014] 主動Ξ葉齒輪轉子的長軸與從動Ξ葉齒輪的長軸相互平行;偏屯、率Θ2取值范圍為 0.4ei~0.6ei。
[0015] 在一些實施方式中，Ξ葉齒輪變速器中的Ξ葉齒輪與一對圓齒輪副串聯，圓齒輪 副中的從動齒輪與Ξ葉齒輪固定在一根軸上，圓齒輪副中的主動齒輪固定在變速器的輸入 軸上。
[0016] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0017] 本發明在不改變累體結構的基礎上，通過一對外置Ξ葉齒輪機構驅動Ξ葉齒輪轉 子變速轉動實現流量脈動平抑，與將兩個Ξ葉齒輪累并聯的方式，本發明結構簡單，安裝方 便，制造成本低，而且流量更加均勻；與改變Ξ葉齒輪轉子的幾何參數或齒形等方法相比， 本發明的脈動平抑效果顯著提高。
【附圖說明】
[0018] 圖1是Ξ葉齒輪變速器驅動的Ξ葉齒輪累機構簡圖；
[0019] 圖2Ξ葉齒輪累的剖視圖
[0020] 圖3變速器和齒輪累中Ξ葉齒輪的節曲線
[0021 ]圖4是齒輪累轉子偏屯、率ei = 0.2時的瞬時流量曲線
[0022] 附圖標號1-主動Ξ葉齒輪轉子;2-從動Ξ葉齒輪轉子;3-主動Ξ葉齒輪;4-從動Ξ 葉齒輪;5-Ξ葉齒輪累;6-變速器;7-聯軸器A; 8-電機;9-聯軸器B; 10-Ξ葉齒輪變速器的輸 入軸；11-Ξ葉齒輪變速器的輸出軸；12-齒輪累的輸入軸。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明。
[0024] Ξ葉齒輪變速器驅動的Ξ葉齒輪累具體結構如圖1所示，電機8與Ξ葉齒輪累之間 設有Ξ葉齒輪變速器，電機通過聯軸器A7與Ξ葉齒輪變速器相連，Ξ葉齒輪變速器通過聯 軸器B9與Ξ葉齒輪累相連。電機的輸出軸與聯軸器A的一端相連，聯軸器A的另一端與Ξ葉 齒輪變速器的輸入軸10相連，Ξ葉齒輪變速器的輸入軸與主動Ξ葉齒輪3通過鍵相連，主動 Ξ葉齒輪與從動Ξ葉齒輪4相互曬合，主動Ξ葉齒輪與從動Ξ葉齒輪置于變速器殼體的內 部，從動Ξ葉齒輪通過鍵與Ξ葉齒輪變速器的輸出軸11相連，Ξ葉齒輪變速器的輸入軸、Ξ 葉齒輪變速器的輸出軸、主動Ξ葉齒輪、從動Ξ葉齒輪和變速器殼體組成變速器6。Ξ葉齒 輪變速器的輸出軸與聯軸器Β9的一端相連，聯軸器Β的另一端與齒輪累的輸入軸12相連，Ξ 葉齒輪累的輸入軸與在主動Ξ葉齒輪轉子1通過鍵連接，主動Ξ葉齒輪轉子與從動Ξ葉齒 輪轉子2相互曬合，主動Ξ葉齒輪轉子與從動Ξ葉齒輪轉子置于Ξ葉齒輪累的殼體內部。Ξ 葉齒輪累的輸入軸、主動Ξ葉齒輪轉子、從動Ξ葉齒輪轉子和齒輪累殼體組成Ξ葉齒輪累 5。
[0025] Ξ葉齒輪累中的主動Ξ葉齒輪轉子與從動Ξ葉齒輪轉子，其剖視圖如圖2所示，Ξ 葉齒輪的節曲線方程為
[0026]
掛
[0027] 式中，ei為Ξ葉齒輪轉子的偏屯、率，曰1為Ξ葉齒輪轉子節曲線的基軸，例為主動Ξ 葉齒輪轉子的轉角，ri、n分別為主動Ξ葉齒輪轉子和從動Ξ葉齒輪轉子的節曲線向徑，主 動Ξ葉齒輪安裝在齒輪累的輸入軸上。本實施例中，齒輪累中Ξ葉齒輪轉子的參數為： [00%]表葉齒輪累轉子參數
[0029]
[0030] 根據表1和公式3可計算出本實施例中Ξ葉齒輪轉子1、2節曲線上的數據，如表2所 示，W此得到Ξ葉齒輪轉子節曲線如圖3中的虛線所示。
[0031] 表2輪累中Ξ葉齒輪節曲線數據
[0032]
[0033] 變速器中的主動Ξ葉齒輪與從動Ξ葉齒輪，其節曲線方程為
[0034]
巧）
[0035] 式中，Θ2為Ξ葉齒輪的偏屯、率，曰2為Ξ葉齒輪節曲線的基軸，轉為主動Ξ葉齒輪的 轉角，η J4分別為主動Ξ葉齒輪和從動Ξ葉齒輪的節曲線向徑。
[0036] 本實施例中，變速器6中Ξ葉齒輪的參數為：
[0037] 表3Ξ葉齒輪變速器中Ξ葉齒輪參數
[00；3 引
[0039] 根據表2和公式4可計算出本實施例中Ξ葉齒輪3、4節曲線上的數據，如表4所示， W此得到Ξ葉齒輪3、4節曲線如圖3中的虛線所示。
[0040] 表4變速器中Ξ葉齒輪的節曲線數據
[0041]
[0042] 為了使變速器對齒輪累的平抑效果最好，Ξ葉齒輪轉子和Ξ葉齒輪在安裝時，要 保證二者的節曲線長軸相互平行，此時Ξ葉齒輪累的瞬時流量方程為
[00創
偽
[0044] 式中，qi為有變速器時Ξ葉齒輪累的瞬時流量，Β為Ξ葉齒輪轉子的寬度，〇3為電 機轉速，ri為主動Ξ葉齒輪轉子的節曲線向徑，?為主動Ξ葉齒輪的節曲線向徑，R為Ξ葉齒 輪累內腔半徑，曰1為Ξ葉齒輪轉子節曲線的基軸，逝為立葉齒輪節曲線的基軸。
[0045] 無 Ξ葉齒輪變速器時，電機直接驅動Ξ葉齒輪累的瞬時流量公式為
[0046]
巧)
[0047] 式中，Q2為無變速器時Ξ葉齒輪累的瞬時流量，B為Ξ葉齒輪轉子的寬度，〇3為電 機轉速，ri為主動Ξ葉齒輪轉子的節曲線向徑，R為Ξ葉齒輪累內腔半徑，曰1為Ξ葉齒輪轉子 節曲線的基軸。
[0048] 根據表1，表2中的參數和公式巧)-(6 )，可得Ξ葉齒輪累的瞬時流量數據，如表5所 示，W此得到有、無變速器時的Ξ葉齒輪累流量曲線，分別如圖4中的曲線a和曲線b所示。
[0049] 表5Ξ葉齒輪累轉子ei = 0.2時的瞬時流量化/min)
[(K)加 ]
[0052]從圖4中的對比可W看出，通過Ξ葉齒輪變速器驅動Ξ葉齒輪累后，其瞬時流量脈 動情況得到了明顯的改善，從流體機械的根源上解決流量脈動的原因，降低了脈動沖擊與 噪音，有利于機械系統的穩定。
【主權項】
1. 三葉齒輪變速器驅動的三葉齒輪栗，主要包括電機、變速器和三葉齒輪栗，三葉齒輪 栗的輸入軸與在主動三葉齒輪轉子通過鍵連接，主動三葉齒輪轉子與從動三葉齒輪轉子相 互嚙合，主動三葉齒輪轉子與從動三葉齒輪轉子置于三葉齒輪栗的殼體內部，三葉齒輪栗 的輸入軸、主動三葉齒輪轉子、從動三葉齒輪轉子和齒輪栗殼體組成三葉齒輪栗，三葉齒輪 栗中的主動三葉齒輪轉子與從動三葉齒輪轉子，其節曲線方程為：式中，el為三葉齒輪轉子的偏心率，&1為三葉齒輪轉子節曲線的基軸，釣為主動三葉齒 輪轉子的轉角，n、r2分別為主動三葉齒輪轉子和從動三葉齒輪轉子的節曲線向徑，主動三 葉齒輪安裝在三葉齒輪栗的輸入軸上，其特征在于：電機與三葉齒輪栗之間設有三葉齒輪 變速器，電機通過聯軸器A與三葉齒輪變速器相連，三葉齒輪變速器通過聯軸器B與三葉齒 輪栗相連，電機的輸出軸與聯軸器A的一端相連，聯軸器A的另一端與三葉齒輪變速器的輸 入軸相連，三葉齒輪變速器的輸入軸與主動三葉齒輪通過鍵相連，主動三葉齒輪與從動三 葉齒輪相互嚙合，主動三葉齒輪與從動三葉齒輪置于變速器殼體的內部，從動三葉齒輪通 過鍵與三葉齒輪變速器的輸出軸相連，三葉齒輪變速器的輸入軸、三葉齒輪變速器的輸出 軸、主動三葉齒輪、從動三葉齒輪和變速器殼體組成變速器，三葉齒輪變速器的輸出軸與聯 軸器B的一端相連，聯軸器B的另一端與齒輪栗的輸入軸相連，三葉齒輪栗中的主動三葉齒 輪轉子與從動三葉齒輪轉子，節曲線方程為：式中，e2為三葉齒輪的偏心率，a2為三葉齒輪節曲線的基軸，的為主動三葉齒輪的轉角， r3、r4分別為主動三葉齒輪和從動三葉齒輪的節曲線向徑;主動三葉齒輪轉子的長軸與從動 三葉齒輪的長軸相互平行;偏心率e 2取值范圍為0.4ei~0.6eu2. 根據權利要求1所述的三葉齒輪變速器驅動的三葉齒輪栗，其特征在于:三葉齒輪變 速器中的三葉齒輪與一對圓齒輪副串聯，圓齒輪副中的從動齒輪與三葉齒輪固定在一根軸 上，圓齒輪副中的主動齒輪固定在變速器的輸入軸上。
【文檔編號】F04C2/12GK105927534SQ201610280072
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】劉大偉, 楊文華
【申請人】燕山大學