專利名稱：內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)的液體變?nèi)菔綑C(jī)械，尤其涉及一種液壓傳動(dòng)系統(tǒng)用內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)。
背景技術(shù)：
所有液壓系統(tǒng)都離不開液壓元件，而齒輪泵或馬達(dá)是重要的液壓元件之一。與外嚙合齒輪泵相比，內(nèi)嚙合齒輪泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、流量及壓力脈動(dòng)小、噪音低、對(duì)介質(zhì)污染不敏感等優(yōu)點(diǎn)，因而近年來得到了較快的發(fā)展。
傳統(tǒng)的內(nèi)嚙合齒輪泵的基本結(jié)構(gòu)一般是由殼體和容納在該殼體中的內(nèi)嚙合齒輪副組成，該內(nèi)嚙合齒輪副包括一個(gè)外周具有輪齒的轉(zhuǎn)子(即外齒輪)和一個(gè)套裝在殼體中并在其內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)齒圈，該轉(zhuǎn)子的軸心與內(nèi)齒圈的軸心之間存在有一定的偏心距。通常情況下，泵的動(dòng)力輸入軸直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，然后轉(zhuǎn)子通過嚙合帶動(dòng)內(nèi)齒圈，轉(zhuǎn)子和內(nèi)齒圈同時(shí)以各自的軸心為中心作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
內(nèi)嚙合齒輪泵的工作過程可結(jié)合圖1所示簡(jiǎn)述如下當(dāng)轉(zhuǎn)子01沿箭頭C所示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，與之嚙合的內(nèi)齒圈02也沿相同方向在殼體03內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。在泵的上側(cè)于轉(zhuǎn)子01的外輪齒與內(nèi)齒圈02的內(nèi)輪齒之間形成了靠近左側(cè)進(jìn)油口04的進(jìn)油容積腔06，隨著齒輪副的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子01外輪齒與內(nèi)齒圈02內(nèi)輪齒的嚙合逐漸分離，該進(jìn)油容積腔06的容積逐漸增大，從而形成局部真空和低壓狀態(tài)，于是流體介質(zhì)在大氣壓作用下，沿箭頭A所示方向進(jìn)入并充滿于轉(zhuǎn)子01與內(nèi)齒圈02之間的進(jìn)油容積腔06。隨著旋轉(zhuǎn)的繼續(xù)，轉(zhuǎn)子01外輪齒與內(nèi)齒圈02內(nèi)輪齒在靠近右側(cè)出油口05處逐漸嚙合接觸，因而它們之間所形成的出油容積腔07的容積逐漸縮小，從而形成擠壓和高壓狀態(tài)，于是齒間的流體介質(zhì)沿箭頭B所示方向由出油口05被高壓排擠出去。
從理論上來說，一般的齒輪泵都可用作齒輪馬達(dá)，它們的結(jié)構(gòu)基本上是一致的。齒輪泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體介質(zhì)的壓力能，而齒輪馬達(dá)是將流體介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。還以圖1所示的齒輪泵為例，只要將高壓流體介質(zhì)通入進(jìn)油口04，則它就會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)子01和內(nèi)齒圈02旋轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)子01的軸上輸出旋轉(zhuǎn)的機(jī)械動(dòng)力，變?yōu)榈蛪旱牧黧w介質(zhì)隨后由出油口05排出，于是未經(jīng)結(jié)構(gòu)改變的齒輪泵就轉(zhuǎn)化成了齒輪馬達(dá)。
在結(jié)構(gòu)上內(nèi)嚙合齒輪泵可分成不帶鍥形塊和帶鍥形塊的兩類。請(qǐng)參閱圖2帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖示齒輪泵包括有轉(zhuǎn)子1’、內(nèi)齒圈2’、殼體3’和鍥形塊4’。目前，帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵中齒輪副的輪齒齒形一般采用下述兩種1)轉(zhuǎn)子1’和內(nèi)齒圈2’上均具有齒形為漸開線的輪齒；2)轉(zhuǎn)子1’具有直線齒形的輪齒，內(nèi)齒圈2’具有直線共軛齒形的輪齒。該內(nèi)齒圈2’的輪齒齒數(shù)比轉(zhuǎn)子1’的輪齒齒數(shù)至少多一個(gè)。該泵在工作的大多時(shí)間內(nèi)，僅有一對(duì)輪齒參加嚙合，而只有少數(shù)時(shí)刻會(huì)有兩對(duì)輪齒參加嚙合，但不可能出現(xiàn)全部輪齒同時(shí)參加嚙合的情況。圖2所示帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵的內(nèi)部形成有兩個(gè)容積腔，即高壓容積腔5’和低壓容積腔6’，該高壓容積腔5’與低壓容積腔6’之間相互封閉，其一端由轉(zhuǎn)子1’的輪齒與內(nèi)齒圈2’的輪齒嚙合封閉，另一端由鍥形塊4’與相應(yīng)的輪齒齒頂封閉。帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵一般具有較高的容積效率，其原因在于鍥形塊4’與輪齒齒頂之間的接觸為面接觸，因而形成的密封為面密封，所以兩個(gè)容積腔5’與6’之間的泄漏就較少；除此之外，現(xiàn)有的通過徑向和軸向間隙補(bǔ)償?shù)某墒旒夹g(shù)也有助于達(dá)到高的容積效率。因此，帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵適用于高壓工作條件，即壓力大于20MPa的工作場(chǎng)合。然而具有徑向和軸向間隙補(bǔ)償?shù)膸у浶螇K內(nèi)嚙合齒輪泵制造工藝復(fù)雜，加工成本很高，并且對(duì)所用液體介質(zhì)的清潔度要求很高，可靠性也較低，因此過高的成本限制了其應(yīng)用范圍，一般僅用于有高壓和低噪聲要求的液壓系統(tǒng)。
圖1所表示的是不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)，其齒輪副的輪齒齒形一般為轉(zhuǎn)子01具有圓弧共軛齒形(亦稱擺線)的外輪齒，齒圈02具有圓弧齒形的內(nèi)輪齒。轉(zhuǎn)子01的輪齒數(shù)為N，內(nèi)齒圈02的輪齒數(shù)為N+1。內(nèi)齒圈02上的N+1個(gè)輪齒同時(shí)參加嚙合，從而轉(zhuǎn)子01與內(nèi)齒圈02之間形成N+1個(gè)容積腔。理論上講，相鄰容積腔互相由輪齒嚙合封閉，容積腔容積各不相同，其大小隨齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)而連續(xù)變化。由于輪齒嚙合接觸的寬度有限，如不考慮輪齒接觸時(shí)的彈性變形，則輪齒間的嚙合接觸為線接觸，也就是說，各相鄰容積腔之間的封閉為線封閉，所以現(xiàn)有不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵阻止油液從高壓容積腔07到低壓容積腔06泄漏的能力比較差。此外，由于加工精度的限制，轉(zhuǎn)子01上圓弧共軛齒形的輪齒與內(nèi)齒圈02上圓弧齒形的輪齒之間一般存在著微量間隙，該微量間隙盡管可能只有0.025毫米，但卻會(huì)產(chǎn)生足夠多的內(nèi)泄漏而直接影響泵在高壓工作狀況下的容積效率。因此，不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵過去僅應(yīng)用于低中壓工作場(chǎng)合，即工作壓力一般不能大于15MPa。再者，泵工作了一段時(shí)間后都會(huì)發(fā)生輪齒磨損，這種磨損將進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)子01與內(nèi)齒圈02之間的輪齒間隙，從而增加齒頂處的徑向泄漏，進(jìn)一步降低泵的容積效率，減少泵的工作壽命。不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)在于加工成本較低、適用范圍廣，所以市場(chǎng)用量較大。
除了齒頂密封不嚴(yán)外，所有齒輪泵在齒側(cè)也都存在從高壓容積腔到低壓容積腔的泄漏。其原因在于為了保證齒輪的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，容納齒輪副的殼體內(nèi)腔的深度往往要比齒輪厚度大0.05毫米左右，這就會(huì)引起容積腔間的泄漏，從而導(dǎo)致容積效率的降低。
近年來，隨著加工工藝水平的不斷提高，特別是高密度精密粉末冶金技術(shù)和強(qiáng)力曲線成型磨削加工技術(shù)的使用，不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵的加工成本進(jìn)一步有所降低。但是，由于不可能保證加工后的轉(zhuǎn)子01上的外輪齒與內(nèi)齒圈02上的內(nèi)輪齒之間的配合間隙δ為零(見圖1)，而齒輪泵設(shè)計(jì)中又不允許將齒頂配合設(shè)為少量過盈配合，因?yàn)檫@會(huì)產(chǎn)生不必要的磨擦和降低泵的使用壽命，再加上工作磨損導(dǎo)致的間隙擴(kuò)大，所以齒頂泄漏大這個(gè)問題仍然普遍存在于不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵中，因此克服內(nèi)泄漏問題始終是不帶鍥形塊的內(nèi)嚙合齒輪泵提高容積效率、延長(zhǎng)工作壽命的關(guān)鍵。
上述在內(nèi)嚙合齒輪泵中所存在的技術(shù)缺陷，在相同結(jié)構(gòu)的內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)中同樣存在，也同樣地降低內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)的工作效率和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)中齒輪副徑向及軸向間隙所導(dǎo)致的泄漏過大的缺陷，提供一種內(nèi)泄漏小、容積效率高、使用壽命長(zhǎng)的內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下一種內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)，包括有由一內(nèi)齒圈和一轉(zhuǎn)子構(gòu)成的內(nèi)嚙合齒輪副，其特征在于所述內(nèi)齒圈具有圓弧共軛齒形的內(nèi)輪齒，所述轉(zhuǎn)子具有圓弧齒形的外輪齒，該外輪齒由圓柱形滾針和設(shè)置于轉(zhuǎn)子體上的滾針槽構(gòu)成，該滾針的內(nèi)側(cè)部容置于滾針槽內(nèi)，其外側(cè)部與內(nèi)齒圈的內(nèi)輪齒相嚙合，所述滾針能夠在滾針槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且沿轉(zhuǎn)子徑向作微量移動(dòng)。
本發(fā)明所述的內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)，在其內(nèi)嚙合齒輪副的側(cè)面還設(shè)置有能產(chǎn)生側(cè)向變形的柔性側(cè)板，該柔性側(cè)板由薄鋼板制成；所述內(nèi)齒圈的齒數(shù)比轉(zhuǎn)子的齒數(shù)多一個(gè)；所述泵或馬達(dá)可包括有多對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副。
與傳統(tǒng)的不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)相比，本發(fā)明首先將構(gòu)成內(nèi)嚙合齒輪副的轉(zhuǎn)子和內(nèi)齒圈的齒形進(jìn)行了換位設(shè)置，即將轉(zhuǎn)子的外輪齒設(shè)為圓弧齒形，將內(nèi)齒圈的內(nèi)輪齒設(shè)為圓弧共軛齒形(即擺線齒形)，從而使由圓柱形的滾針替代轉(zhuǎn)子的圓弧輪齒成為可能，然后用轉(zhuǎn)子體上的滾針槽和容納在其中的圓柱形滾針構(gòu)成轉(zhuǎn)子的圓弧輪齒，并且與內(nèi)齒圈的輪齒進(jìn)行嚙合。由于該滾針能夠在滾針槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且沿轉(zhuǎn)子徑向作微量移動(dòng)，所以當(dāng)所述泵或馬達(dá)在高壓和高速旋轉(zhuǎn)的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力和液壓力的作用，滾針會(huì)向外微量脫離滾針槽而緊緊壓迫內(nèi)齒圈的輪齒和滾針槽的槽口沿，從而封閉齒頂間隙，達(dá)到了阻止徑向泄漏的目的，并且工作壓力和轉(zhuǎn)速愈高，其封閉程度愈好、泄漏也愈小。這種結(jié)構(gòu)不僅避免了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制造所必然導(dǎo)致的固有間隙，而且還動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償了工作磨損所造成的日益增大的齒頂間隙，因此本發(fā)明從產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面入手在根本上解決了徑向泄漏問題。除此之外，本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪副側(cè)面設(shè)有柔性側(cè)板，當(dāng)受到高壓液體介質(zhì)的壓力時(shí)，該柔性側(cè)板會(huì)發(fā)生朝向齒輪副一側(cè)的微量變形，從而縮小齒輪副與柔性側(cè)板之間的齒側(cè)間隙，有效地阻止內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)在高、低壓容積腔之間出現(xiàn)的軸向泄漏。綜上所述，本發(fā)明所述內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)的結(jié)構(gòu)消除了制造過程和工作磨損所導(dǎo)致的齒頂及齒側(cè)間隙，有效地阻止了沿徑向和軸向上的內(nèi)泄漏，大大提高了所述泵或馬達(dá)的容積效率。
此外，本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪副中轉(zhuǎn)子上圓柱形滾針與內(nèi)齒圈輪齒之間的嚙合是滾動(dòng)接觸，不同于傳統(tǒng)嚙合過程中齒輪間所形成的滑移接觸，因此其發(fā)生的滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)中輪齒間發(fā)生的滑動(dòng)摩擦力，因而大大減少了齒輪副的磨損，從而延長(zhǎng)了泵或馬達(dá)的使用壽命。
因此，本發(fā)明具有容積效率高和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，其不僅可與不帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)一樣用于低中壓工況條件下，而且還可在有高壓和低噪聲要求的場(chǎng)合中替代帶鍥形塊內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)和高壓外嚙合齒輪泵或馬達(dá)，達(dá)到高可靠性和降低使用成本的目的。


圖1為現(xiàn)有不帶鍥形塊的內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有帶鍥形塊的內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體分解圖。
圖5為前殼體部件的結(jié)構(gòu)立體分解圖。
圖6為后殼體部件的結(jié)構(gòu)立體分解圖。
圖7為內(nèi)嚙合齒輪副的結(jié)構(gòu)立體分解圖。
圖8為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)縱向剖視圖。
圖9為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)橫向剖視圖。
圖10為本發(fā)明的工作原理局部示意圖。
圖11為本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用示意圖。
圖12為本發(fā)明另一實(shí)施例的另一種應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請(qǐng)參閱圖3和圖4本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖，圖示內(nèi)嚙合齒輪泵包括殼體部件10、內(nèi)嚙合齒輪副20和柔性側(cè)板30。
所述殼體部件10由前殼體部件11和后殼體部件12組成。再請(qǐng)參閱圖5前殼體部件11的結(jié)構(gòu)分解圖，該前殼體部件11包括有前殼體110、輸入軸111和前軸承112。所述前殼體110具有一中心孔1101以及與該中心孔1101軸線相垂直的內(nèi)端面1102；所述輸入軸111穿入上述中心孔1101中，并且通過前軸承112架設(shè)于前殼體110的中心孔1101內(nèi)；請(qǐng)結(jié)合參閱圖8本發(fā)明的結(jié)構(gòu)縱向剖視圖，所述前軸承112被兩個(gè)檔圈113軸向地固定在輸入軸111的軸頸上，其外側(cè)面的輸入軸111上依次穿設(shè)有襯片114、唇形軸封115和軸擋圈116，它們能夠起到固定和密封的作用；在前殼體110的內(nèi)端面1102上嵌設(shè)有兩個(gè)用于密封的環(huán)形密封圈117，其材質(zhì)為彈性材料，如橡膠、聚四氟乙烯等。
現(xiàn)請(qǐng)參閱圖6后殼體部件12的立體分解圖，該后殼體部件12包括有后殼體120和后軸承121。所述后殼體120具有圓柱形的內(nèi)腔1201，該內(nèi)腔1201的中心設(shè)有盲孔1202，該后殼體120的后部上下分別開設(shè)有通達(dá)內(nèi)腔1201的出油口1204和進(jìn)油口1203；再請(qǐng)結(jié)合參閱圖8，輸入軸111的后軸頸通過后軸承121架設(shè)于上述后殼體120內(nèi)腔1201的盲孔1202內(nèi)，該后殼體120位于內(nèi)腔1201腔口的前端面1205上嵌設(shè)有彈性材料制成的密封圈122以便對(duì)內(nèi)腔1201進(jìn)行密封。
請(qǐng)參閱圖7內(nèi)嚙合齒輪副20的結(jié)構(gòu)圖，所述內(nèi)嚙合齒輪副20由一轉(zhuǎn)子21和一內(nèi)齒圈22構(gòu)成。所述轉(zhuǎn)子21的外周具有圓弧齒形的外輪齒，該外輪齒由圓柱形滾針211和滾針槽212構(gòu)成，該滾針槽212均勻地設(shè)置于轉(zhuǎn)子體213的圓周上，其凹形的槽面為內(nèi)圓弧形且與滾針211的外圓柱面相吻合，該滾針211的內(nèi)側(cè)部容置于滾針槽212之內(nèi)，并且滾針211能夠在該滾針槽212內(nèi)繞自身軸線作自由轉(zhuǎn)動(dòng)，滾針槽212對(duì)滾針211的外圓柱面所形成的包容角小于180°，因此滾針211還能夠沿轉(zhuǎn)子21的徑向作微量移動(dòng)；所述轉(zhuǎn)子21在其轉(zhuǎn)子體213上具有一中心孔214，該中心孔214內(nèi)壁上開設(shè)有花鍵槽，該轉(zhuǎn)子21通過中心孔214穿設(shè)于輸入軸111上，并借助于輸入軸111上的花鍵與中心孔214內(nèi)的花鍵槽之間的聯(lián)接實(shí)現(xiàn)輸入軸111帶動(dòng)轉(zhuǎn)子21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)請(qǐng)參閱圖9本發(fā)明的結(jié)構(gòu)橫向剖視圖。所示內(nèi)齒圈22容納于殼體部件10的后殼體120的內(nèi)腔1201中，其外圓周與內(nèi)腔1201的內(nèi)壁形成間隙配合(滑動(dòng)配合)，從而內(nèi)齒圈22能夠在后殼體120內(nèi)自由地進(jìn)行定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；該內(nèi)齒圈22的內(nèi)環(huán)面具有圓弧共軛齒形的內(nèi)輪齒且與轉(zhuǎn)子21的圓弧齒形的外輪齒，即滾針211相嚙合；內(nèi)齒圈22內(nèi)輪齒的齒數(shù)比轉(zhuǎn)子21外輪齒的齒數(shù)多，在圖示的本實(shí)施例中，內(nèi)齒圈22的內(nèi)輪齒數(shù)比轉(zhuǎn)子21的外輪齒數(shù)多一個(gè)。穿設(shè)于輸入軸111上的轉(zhuǎn)子21容納于內(nèi)齒圈22的環(huán)內(nèi)，其軸心與內(nèi)齒圈22的軸心之間具有一定的偏心距，轉(zhuǎn)子21上作為圓弧外輪齒的全部滾針211以其外側(cè)部同時(shí)與內(nèi)齒圈22上的內(nèi)輪齒相嚙合，此時(shí)轉(zhuǎn)子21和內(nèi)齒圈22相互作輪齒嚙合運(yùn)動(dòng)同時(shí)以各自中心作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在嚙合運(yùn)動(dòng)過程中，所述滾針211不僅能夠在滾針槽212內(nèi)作自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而且能夠沿轉(zhuǎn)子21的徑向作微量移動(dòng)。
再請(qǐng)結(jié)合參閱圖4和圖8本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體分解圖和縱向剖視圖，所述內(nèi)嚙合齒輪泵還包括有柔性側(cè)板30。在圖示本實(shí)施例中，該柔性側(cè)板30由薄鋼板制成，其厚度約5mm左右，數(shù)量為一片；該柔性側(cè)板30設(shè)置于內(nèi)嚙合齒輪副20的側(cè)面，被夾置于前殼體110與后殼體120之間，其一側(cè)面對(duì)著容納于后殼體120內(nèi)的內(nèi)嚙合齒輪副20并與后殼體120前端面1205上的密封圈122緊密接觸，另一側(cè)面對(duì)著前殼體110的內(nèi)端面1102并與環(huán)形密封圈117緊密接觸。前殼體110、柔性側(cè)板30和后殼體120依次被銷釘貫穿定位，并用螺栓聯(lián)接緊固；被固定的柔性側(cè)板30從側(cè)面上，即沿所述內(nèi)嚙合齒輪泵的軸向?qū)?nèi)嚙合齒輪副20密封在后殼體120的內(nèi)腔1201中，當(dāng)受到泵內(nèi)流體介質(zhì)的壓力時(shí)，柔性側(cè)板30能夠產(chǎn)生朝向內(nèi)嚙合齒輪副20方向的側(cè)向變形，其變形量與環(huán)形密封圈117的尺寸及流體介質(zhì)的壓力有關(guān)，在一般情況下，其設(shè)計(jì)值取0.01mm左右。該變形量若過大，則會(huì)導(dǎo)致柔性側(cè)板30與內(nèi)嚙合齒輪副20直接接觸，破壞應(yīng)有的潤(rùn)滑油膜，從而引起柔性側(cè)板30與內(nèi)嚙合齒輪副20在接觸面上發(fā)生無潤(rùn)滑咬合并造成破損；該變形量若過小，則不能有效抑制高壓下的齒側(cè)泄漏。
通常齒輪泵的泵體有三片式和二片式兩種結(jié)構(gòu)，上述實(shí)施例為二片式結(jié)構(gòu)。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于三片式結(jié)構(gòu)的內(nèi)嚙合齒輪泵時(shí)，后殼體部件12可分解為殼體和后蓋兩個(gè)構(gòu)件，在該兩構(gòu)件中仍可設(shè)置另一柔性側(cè)板，用以在內(nèi)嚙合齒輪副20的另一側(cè)減小齒側(cè)間隙、阻止軸向泄漏。換言之，本發(fā)明可根據(jù)不同的泵體結(jié)構(gòu)設(shè)置不同數(shù)量的柔性側(cè)板以達(dá)到減少軸向泄漏的目的。
以下結(jié)合圖9和圖10簡(jiǎn)述本發(fā)明的工作原理。所述內(nèi)嚙合齒輪泵的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)輸入軸111沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子21和內(nèi)齒圈22各自作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)且作相互的輪齒嚙合運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子21與內(nèi)齒圈22的輪齒之間形成了低壓腔40和高壓腔50(見圖9)，在所述內(nèi)嚙合齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，低壓腔40的容積逐漸增大，液體介質(zhì)由進(jìn)油口1203不斷被吸入泵內(nèi)，同時(shí)高壓腔50的容積逐漸縮小，液體介質(zhì)由出油口1204不斷被排出泵外，所述泵從而完成預(yù)定工作任務(wù)。再請(qǐng)參閱圖10本發(fā)明的工作原理局部示意圖，在轉(zhuǎn)子21與內(nèi)齒圈22作嚙合運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于離心力f1和液壓力f2的共同作用下，滾針211會(huì)沿轉(zhuǎn)子21徑向向外微量脫離滾針槽212而緊緊地?cái)D壓在內(nèi)齒圈22的輪齒表面上和滾針槽212的槽口沿上，從而阻止了液體介質(zhì)在齒頂a處和通過滾針槽212槽底在槽口沿b處由高壓腔50向低壓腔40的齒頂泄漏；并且工作壓力和轉(zhuǎn)速愈高，其封閉程度愈好，泄漏也愈小。此外，當(dāng)滾針211、滾針槽212和內(nèi)齒圈22經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)而出現(xiàn)磨損后，這種結(jié)構(gòu)依然會(huì)按照相同的機(jī)理工作，動(dòng)態(tài)地補(bǔ)償工作磨損引起的間隙和泄漏。與此同時(shí)，由于本發(fā)明的滾針211與內(nèi)齒圈22內(nèi)輪齒之間所形成的接觸是滾動(dòng)接觸，因而其產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)輪齒嚙合所產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦力，所以減少了內(nèi)嚙合齒輪副20的磨損，從而延長(zhǎng)了所述內(nèi)嚙合齒輪泵的使用壽命。此外再請(qǐng)參閱圖8，在泵運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，柔性側(cè)板30受到液體介質(zhì)的壓力作用，產(chǎn)生朝向內(nèi)嚙合齒輪副20一側(cè)的微量側(cè)向變形，因而縮小了內(nèi)嚙合齒輪副20與柔性側(cè)板30之間的齒側(cè)間隙，從而有效地阻止了所述內(nèi)嚙合齒輪泵在高壓腔50與低壓腔40之間發(fā)生的軸向泄漏。
圖11表示了本發(fā)明所述內(nèi)嚙合齒輪泵的另一實(shí)施例，圖示內(nèi)嚙合齒輪泵實(shí)質(zhì)上是多個(gè)圖2和圖3所示本發(fā)明實(shí)施例單元的組合，其包括有多對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副，在圖示本實(shí)施例中為二對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副20A和20B，它們的輸入軸111A和111B被同軸地固定連接起來，這種連接可以如圖11所示采用聯(lián)軸器60來實(shí)現(xiàn)。圖11所示實(shí)施例的單元結(jié)構(gòu)基本上與圖2、圖3所示實(shí)施例相同，只不過由于單元數(shù)量的增加而增加了重復(fù)構(gòu)件的數(shù)量，如柔性側(cè)板設(shè)置有兩個(gè)30A和30B。圖11和圖12表示了該另一實(shí)施例的不同應(yīng)用方式，在圖11所示的應(yīng)用方式中，進(jìn)油口1203A和1203B同時(shí)接入進(jìn)油管道，出油口1204A和1204B同時(shí)接入出油管道，從而使二個(gè)泵單元形成并聯(lián)關(guān)系，這種應(yīng)用方式的主要目的在于增大泵的流量或多油路同步運(yùn)行。在圖12所示的應(yīng)用方式中，進(jìn)油口1203A與進(jìn)油管道相連，出油口1204A與進(jìn)油口1203B相連接，出油口1204B接入出油管道，從而使二個(gè)泵單元形成串聯(lián)關(guān)系，此種情況下，內(nèi)嚙合齒輪副20B必須與內(nèi)嚙合齒輪副20A呈反向地穿于軸上，這種應(yīng)用方式的主要目的在于增大泵的壓力，更多單元的組合和應(yīng)用依此類推。
如前所述，齒輪馬達(dá)與齒輪泵的結(jié)構(gòu)基本相同，只是使用方式和所起作用不同，這已是眾所周知的公知技術(shù)，因此本說明書上文所述有關(guān)內(nèi)嚙合齒輪泵的內(nèi)容也同樣都適用于內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)，也就是說，本發(fā)明申請(qǐng)以相同的技術(shù)方案及其技術(shù)特征、權(quán)利要求范圍和說明內(nèi)容同時(shí)涉及內(nèi)嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)。
總之，本發(fā)明所述內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)泄漏小、容積效率高和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，其不僅適用于低中壓液壓系統(tǒng)中，而且還可應(yīng)用于有低噪音要求的高壓液壓系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)嚙合齒輪泵，包括有由一內(nèi)齒圈和一轉(zhuǎn)子構(gòu)成的內(nèi)嚙合齒輪副，其特征在于所述內(nèi)齒圈具有圓弧共軛齒形的內(nèi)輪齒，所述轉(zhuǎn)子具有圓弧齒形的外輪齒，該外輪齒由圓柱形滾針和設(shè)置于轉(zhuǎn)子體上的滾針槽構(gòu)成，該滾針的內(nèi)側(cè)部容置于滾針槽內(nèi)，其外側(cè)部與內(nèi)齒圈的內(nèi)輪齒相嚙合，所述滾針能夠在滾針槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且沿轉(zhuǎn)子徑向作微量移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嚙合齒輪泵，其特征在于在所述內(nèi)嚙合齒輪副的側(cè)面還設(shè)置有能產(chǎn)生側(cè)向變形的柔性側(cè)板。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)嚙合齒輪泵，其特征在于所述柔性側(cè)板由薄鋼板制成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)嚙合齒輪泵，其特征在于所述內(nèi)齒圈的齒數(shù)比轉(zhuǎn)子的齒數(shù)多一個(gè)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)嚙合齒輪泵，其特征在于該泵包括有多對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副。
6.一種內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)，包括有由一內(nèi)齒圈和一轉(zhuǎn)子構(gòu)成的內(nèi)嚙合齒輪副，其特征在于所述內(nèi)齒圈具有圓弧共軛齒形的內(nèi)輪齒，所述轉(zhuǎn)子具有圓弧齒形的外輪齒，該外輪齒由圓柱形滾針和設(shè)置于轉(zhuǎn)子體上的滾針槽構(gòu)成，該滾針的內(nèi)側(cè)部容置于滾針槽內(nèi)，其外側(cè)部與內(nèi)齒圈的內(nèi)輪齒相嚙合，所述滾針能夠在滾針槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且沿轉(zhuǎn)子徑向作微量移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)，其特征在于在所述內(nèi)嚙合齒輪副的側(cè)面還設(shè)置有能產(chǎn)生側(cè)向變形的柔性側(cè)板。
8.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)，其特征在于所述柔性側(cè)板由薄鋼板制成。
9.如權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)，其特征在于所述內(nèi)齒圈的齒數(shù)比轉(zhuǎn)子的齒數(shù)多一個(gè)。
10.如權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)嚙合齒輪馬達(dá)，其特征在于該馬達(dá)包括有多對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)，其包括有由一內(nèi)齒圈和一轉(zhuǎn)子構(gòu)成的內(nèi)嚙合齒輪副，所述內(nèi)齒圈具有圓弧共軛齒形的內(nèi)輪齒，所述轉(zhuǎn)子具有圓弧齒形的外輪齒，該外輪齒由圓柱形滾針和設(shè)置于轉(zhuǎn)子體上的滾針槽構(gòu)成，該滾針的內(nèi)側(cè)部容置于滾針槽內(nèi)，其外側(cè)部與內(nèi)齒圈的內(nèi)輪齒相嚙合，所述滾針能夠在滾針槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)且沿轉(zhuǎn)子徑向作微量移動(dòng)，在內(nèi)嚙合齒輪副的側(cè)面還設(shè)置有能產(chǎn)生側(cè)向變形的柔性側(cè)板。本發(fā)明動(dòng)態(tài)地消除了內(nèi)嚙合齒輪副的齒頂及齒側(cè)間隙，有效地阻止了內(nèi)泄漏，同時(shí)將輪齒的嚙合接觸轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)接觸，減少了磨損，因此所述內(nèi)嚙合齒輪泵或馬達(dá)具有內(nèi)泄漏小、容積效率高和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛適用于各種高低壓的液壓系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)F01C1/10GK101082336SQ20071004203
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者王曉忻 申請(qǐng)人:王曉忻