一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵。本發(fā)明的動力由電機輸出，經(jīng)過聯(lián)軸器傳給輸入軸；第一傅里葉非圓齒輪和第二傅里葉非圓齒輪均固定在輸入軸上；第一共軛傅里葉非圓齒輪固定在輸出軸上，并與第一傅里葉非圓齒輪嚙合；第二共軛傅里葉非圓齒輪與第二葉輪通過軸套固結(jié)，軸套活套在輸出軸上；第二共軛傅里葉非圓齒輪與第二傅里葉非圓齒輪嚙合；第一葉輪固定在輸出軸上；第一葉輪和第二葉輪均設(shè)置有四片葉片，所有葉片內(nèi)部均安裝一個單向泄壓閥，單向泄壓閥方向與葉片轉(zhuǎn)動方向一致。本發(fā)明排量大、流量穩(wěn)定，不等速規(guī)律易調(diào)整，有效解決傳統(tǒng)差速泵壓力脈動和困液問題。
【專利說明】 一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于容積泵【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及葉片差速泵，具體涉及一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵。
【背景技術(shù)】
[0002]通用機械常用的液泵有活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、滾子泵和離心泵，其中:活(柱)塞泵具有較高的出口壓力，但要求活塞與缸筒之間的密封可靠，且壓力波動大；隔膜泵在多缸時能產(chǎn)生一個較平穩(wěn)的液流，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜；滾子泵的排量在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時是均勻的，隨著壓力的提高，泄漏量增加，泵的排液量及效率相應(yīng)減小；離心泵結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但是它的排量大，壓力低，用于工作壓力要求不高的場合。這些泵存在各自的缺陷，還不能很好地滿足部分特種機械要求的恒定流量、高壓力的需求。
[0003]現(xiàn)有的差速泵根據(jù)驅(qū)動機構(gòu)的不同主要有以下幾種:
轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿一齒輪式葉片差速泵，其驅(qū)動系統(tǒng)承受交變載荷，產(chǎn)生齒輪嚙合噪聲，且各運動副間隙較大時也會引起沖擊噪聲。
[0004]萬向節(jié)齒輪機構(gòu)驅(qū)動葉片差速泵，其萬向節(jié)機構(gòu)的輸入軸與輸出軸的夾角是影響泵的性能的一個關(guān)鍵參數(shù)。該角越大，泵的排量也越大，但是，隨著該角的增大，泵的流量脈動加劇和萬向節(jié)的傳動效率降低。
[0005]變形偏心圓非圓齒輪驅(qū)動葉片差速泵，其偏心圓非圓齒輪節(jié)曲線調(diào)整參數(shù)主要是偏心率和變形系數(shù)，調(diào)整量有限，調(diào)整精度不高，造成傳動比優(yōu)化、調(diào)整不方便，設(shè)計不靈活，不利于進一步優(yōu)化設(shè)計，很難優(yōu)化壓力脈動、困液等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵，該葉片差速泵排量大、壓力高、流量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊；傅里葉非圓齒輪節(jié)曲線有六個調(diào)整參數(shù)，其驅(qū)動機構(gòu)的不等速規(guī)律容易調(diào)整，方便性能優(yōu)化；通過在葉片內(nèi)安裝單向泄壓閥，壓力超限時打通鄰近封閉腔，有效解決現(xiàn)有差速泵困液問題。
[0007]本發(fā)明包括驅(qū)動部件和差速泵部件。
[0008]所述的驅(qū)動部件包括驅(qū)動齒輪箱、輸入軸、輸出軸、第一傅里葉非圓齒輪、第二傅里葉非圓齒輪、第一共軛傅里葉非圓齒輪、第二共軛傅里葉非圓齒輪和軸套。電機通過聯(lián)軸器與輸入軸連接，輸入軸通過兩個軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱的兩側(cè)壁；所述的第一傅里葉非圓齒輪和第二傅里葉非圓齒輪均固定安裝在輸入軸上；輸出軸的兩端分別通過軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱和泵殼的箱壁上，第一共軛傅里葉非圓齒輪固定安裝在輸出軸上，并與第一傅里葉非圓齒輪嚙合；第二共軛傅里葉非圓齒輪和第二葉輪都固結(jié)在軸套上，軸套活套在輸出軸上；第二共軛傅里葉非圓齒輪與第二傅里葉非圓齒輪嚙合；
所述的差速泵部件包括泵殼、第一葉輪、第二葉輪和單向泄壓閥；所述的泵殼沿圓周方向依次開設(shè)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、第三吸液口、第四排液口和第四吸液口 ；第一排液口、第二排液口、第三排液口和第四排液口沿圓周均布，第一吸液口、第二吸液口、第三吸液口和第四吸液口沿圓周均布；第一葉輪固定在輸出軸上；所述的第一葉輪和第二葉輪均沿周向均布設(shè)置有四片葉片；沿圓周方向，第一葉輪的葉片與第二葉輪的葉片相間設(shè)置；所有葉片內(nèi)部均安裝一個單向泄壓閥，單向泄壓閥方向與葉片轉(zhuǎn)動方向一致。
[0009]所述第一傅里葉非圓齒輪和第二傅里葉非圓齒輪的結(jié)構(gòu)完全一致，第一共軛傅里葉非圓齒輪和第二共軛傅里葉非圓齒輪的結(jié)構(gòu)完全一致，第一傅里葉非圓齒輪、第二傅里葉非圓齒輪、第一共軛傅里葉非圓齒輪和第二共軛傅里葉非圓齒輪均為四階非圓齒輪；第一傅里葉非圓齒輪與第二傅里葉非圓齒輪的初始安裝相位差、第一共軛傅里葉非圓齒輪與第二共軛傅里葉非圓齒輪的初始安裝相位差均為45°。
[0010]本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明采用傅里葉非圓齒輪機構(gòu)，傅里葉非圓齒輪節(jié)曲線有六個調(diào)整參數(shù)，相比已有的變形偏心圓非圓齒輪可調(diào)參數(shù)多，因此傅里葉非圓齒輪不等速傳動規(guī)律容易調(diào)整，容易實現(xiàn)差速泵的排量、壓力、流量等性能的優(yōu)化。通過在葉片內(nèi)安裝單向泄壓閥，壓力超限時打通鄰近封閉腔，有效解決現(xiàn)有差速泵困液問題。由于傅里葉非圓齒輪機構(gòu)驅(qū)動的差速泵吸液口和排液口沿圓周均布，徑向平衡性好，非等速傳動為旋轉(zhuǎn)運動，因此運行平穩(wěn)可靠、徑向工作載荷平衡、脈動可控性好；葉片多、排量大，泵殼的內(nèi)表面及葉片形狀簡單，容積效率高。
[0011]本發(fā)明的核心機構(gòu)為兩對不同安裝相位的傅里葉非圓齒輪，部件少、結(jié)構(gòu)緊湊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的機構(gòu)運動簡圖；
圖2為本發(fā)明中差速泵部件的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖3為本發(fā)明中傅里葉非圓齒輪節(jié)曲線在初始安裝位置時的嚙合關(guān)系示意圖。
[0013]圖中:1、驅(qū)動齒輪箱，2、輸入軸，3、輸出軸，4、第一傅里葉非圓齒輪，5、第二傅里葉非圓齒輪，6、第一共軛傅里葉非圓齒輪，7、第二共軛傅里葉非圓齒輪，8、軸套，9、聯(lián)軸器，10、電機，11、泵殼，11-1、第一排液口，11-2、第一吸液口，11-3、第二排液口，11-4、第二吸液口，11-5、第三排液口，11-6、第三吸液口，11-7、第四排液口，11-8、第四吸液口，12、第一葉輪，13、第二葉輪，14、單向泄壓閥。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖1和2所示，一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵包括驅(qū)動部件和差速栗部件。
[0016]驅(qū)動部件包括驅(qū)動齒輪箱1、輸入軸2、輸出軸3、第一傅里葉非圓齒輪4、第二傅里葉非圓齒輪5、第一共軛傅里葉非圓齒輪6、第二共軛傅里葉非圓齒輪7和軸套8。電機10經(jīng)過聯(lián)軸器9將動力傳給輸入軸2，輸入軸2通過兩個軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱I的兩側(cè)壁；第一傅里葉非圓齒輪4和第二傅里葉非圓齒輪5均固定安裝在輸入軸2上；輸出軸3的兩端分別通過軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱I和泵殼11的箱壁上，第一共軛傅里葉非圓齒輪6固定安裝在輸出軸上，并與第一傅里葉非圓齒輪4嚙合；第二共軛傅里葉非圓齒輪7和第二葉輪13都固結(jié)在軸套8上，軸套8活套在輸出軸3上；第二共軛傅里葉非圓齒輪7與第二傅里葉非圓齒輪5嚙合；
差速泵部件包括泵殼11、第一葉輪12、第二葉輪13和單向泄壓閥14 ;泵殼11沿圓周方向依次開設(shè)有第一排液口 11-1、第一吸液口 11-2、第二排液口 11-3、第二吸液口 11-4、第三排液口 11-5、第三吸液口 11-6、第四排液口 11-7和第四吸液口 11-8 ;第一排液口 11_1、第二排液口 11-3、第三排液口 11-5和第四排液口 11-7沿圓周均布，第一吸液口 11-2、第二吸液口 11-4、第三吸液口 11-6和第四吸液口 11-8沿圓周均布；第一葉輪12固定在輸出軸3上；第一葉輪12和第二葉輪13均沿周向均布設(shè)置有四片葉片；沿圓周方向，第一葉輪12的葉片與第二葉輪13的葉片相間設(shè)置；所有葉片內(nèi)部均安裝一個單向泄壓閥14，單向泄壓閥14方向與葉片轉(zhuǎn)動方向一致。
[0017]如圖3所示，第一傅里葉非圓齒輪4和第二傅里葉非圓齒輪5的結(jié)構(gòu)完全一致，第一共軛傅里葉非圓齒輪6和第二共軛傅里葉非圓齒輪7的結(jié)構(gòu)完全一致，第一傅里葉非圓齒輪4、第二傅里葉非圓齒輪5、第一共軛傅里葉非圓齒輪6和第二 *軛傅里葉非圓齒輪7均為四階非圓齒輪；第一傅里葉非圓齒輪4的初始安裝相位角為Oi第二傅里葉非圓齒輪5的初始安裝相位角為舔；第一傅里葉非圓齒輪4與第二傅里葉非圓齒輪5、第一共軛傅里葉非圓齒輪6與第二共軛傅里葉非圓齒輪7的初始安裝相位差均為^，其值為45°，實現(xiàn)第一葉輪12和第二葉輪13的差速轉(zhuǎn)動,使得差速泵封閉腔的容積周期性變化,在第一排液口 11-1、第二排液口 11-3、第三排液口 11-5和第四排液口 11-7產(chǎn)生排液，在第一吸液口 11-2、第二吸液口 11-4、第三吸液口 11-6和第四吸液口 11-8產(chǎn)生吸液。由于傅里葉非圓齒輪的非勻速傳動是連續(xù)的，在封閉腔處于完全密閉時，葉片仍有差速轉(zhuǎn)動，這將使封閉腔壓力超過限定值，單向泄壓閥14將鄰近封閉腔打通泄壓，防止困液。
[0018]該傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵的工作原理:` 電機10通過聯(lián)軸器9和輸入軸2將動力傳給第一傅里葉非圓齒輪4和第二傅里葉非圓齒輪5。第一傅里葉非圓齒輪4與第一共軛傅里葉非圓齒輪6嚙合，第二傅里葉非圓齒輪5與第二共軛傅里葉非圓齒輪7嚙合，第一共軛傅里葉非圓齒輪6將動力通過輸出軸3傳給第一葉輪12，第二共軛傅里葉非圓齒輪7將動力通過軸套8傳給第二葉輪12，軸套8和第二共軛傅里葉非圓齒輪7活套在輸出軸3上。兩對傅里葉非圓齒輪副的安裝相位不同，實現(xiàn)第一葉輪12與第二葉輪13的差速轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)吸液和排液。
【權(quán)利要求】
1.一種傅里葉非圓齒輪驅(qū)動的八葉片差速泵，包括驅(qū)動部件和差速泵部件，其特征在于: 所述的驅(qū)動部件包括驅(qū)動齒輪箱、輸入軸、輸出軸、第一傅里葉非圓齒輪、第二傅里葉非圓齒輪、第一共軛傅里葉非圓齒輪、第二共軛傅里葉非圓齒輪和軸套；電機通過聯(lián)軸器與輸入軸連接，輸入軸通過兩個軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱的兩側(cè)壁；所述的第一傅里葉非圓齒輪和第二傅里葉非圓齒輪均固定安裝在輸入軸上；輸出軸的兩端分別通過軸承支撐在驅(qū)動齒輪箱和泵殼的箱壁上，第一共軛傅里葉非圓齒輪固定安裝在輸出軸上，并與第一傅里葉非圓齒輪嚙合；第二共軛傅里葉非圓齒輪和第二葉輪都固結(jié)在軸套上，軸套活套在輸出軸上；第二共軛傅里葉非圓齒輪與第二傅里葉非圓齒輪嚙合； 所述的差速泵部件包括泵殼、第一葉輪、第二葉輪和單向泄壓閥；所述的泵殼沿圓周逆時針方向依次開設(shè)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、第三吸液口、第四排液口和第四吸液口 ；第一排液口、第二排液口、第三排液口和第四排液口沿圓周均布，第一吸液口、第二吸液口、第三吸液口和第四吸液口沿圓周均布；第一葉輪固定在輸出軸上；所述的第一葉輪和第二葉輪均沿周向均布設(shè)置有四片葉片；沿圓周方向，第一葉輪的葉片與第二葉輪的葉片相間設(shè)置；所有葉片內(nèi)部均安裝一個單向泄壓閥，單向泄壓閥方向與葉片轉(zhuǎn)動方向一致； 所述第一傅里葉非圓齒輪和第二傅里葉非圓齒輪的結(jié)構(gòu)完全一致，第一共軛傅里葉非圓齒輪和第二共軛傅里葉非圓齒輪的結(jié)構(gòu)完全一致，第一傅里葉非圓齒輪、第二傅里葉非圓齒輪、第一共軛傅里葉非圓齒輪和第二共軛傅里葉非圓齒輪均為四階非圓齒輪；第一傅里葉非圓齒輪與第二傅里葉非圓齒輪的初始安裝相位差、第一共軛傅里葉非圓齒輪與第二共軛傅里葉非圓齒輪的初始安裝相位差均為45°。
【文檔編號】F04C2/18GK103758757SQ201410039570
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】徐高歡, 陳建能, 盧形 申請人:浙江理工大學(xué)