【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及齒輪傳動(dòng)，尤其涉及一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪及齒輪泵。
技術(shù)介紹
1、外嚙合齒輪泵作為液壓系統(tǒng)中的重要元件，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、冶金、化工、航空航天等領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡單、自吸能力強(qiáng)、抗油液污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。外嚙合齒輪泵主要由主動(dòng)拋物線齒廓純滾動(dòng)斜齒輪、從動(dòng)拋物線齒廓純滾動(dòng)斜齒輪、泵體、泵蓋和安全閥等部件組成。在工作時(shí)，兩個(gè)齒輪在泵體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，形成密封的工作容積，通過容積的變化實(shí)現(xiàn)液體的吸入和排出。然而，傳統(tǒng)的外嚙合齒輪泵存在困油、泄露、徑向力不平衡等問題；其中，在傳統(tǒng)外嚙合齒輪泵當(dāng)中，齒輪嚙合時(shí)輪齒之間會(huì)形成閉合的腔體，且腔體會(huì)發(fā)生變化，如此造成了困油和空蝕，困油問題會(huì)導(dǎo)致油液壓力急劇波動(dòng)，產(chǎn)生噪音和氣蝕問題。
2、為了解決齒輪泵的困油問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用了多種改進(jìn)方法，如申請?zhí)枮?01811173572.4的中國專利公開了一種外嚙合齒輪泵的//形卸荷槽、申請?zhí)枮?01680070594.0中國專利公開了一種外嚙合齒輪泵，均是在泵殼上開設(shè)卸荷槽以消除困油現(xiàn)象，但是卸荷槽的設(shè)置可能影響泵的容積效率，無法有效解決外嚙合齒輪泵困油導(dǎo)致的油液壓力急劇波動(dòng)，產(chǎn)生噪音和氣蝕問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，為解決現(xiàn)有齒輪泵產(chǎn)生困油，導(dǎo)致油液壓力急劇波動(dòng)，產(chǎn)生噪音和氣蝕的問題，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪及齒輪泵。
2、本專利技術(shù)的實(shí)施例提供一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，包括軸線平行的主動(dòng)斜齒輪和從動(dòng)斜齒
3、進(jìn)一步地，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面結(jié)構(gòu)由各自齒輪端面齒廓曲線隨接觸點(diǎn)沿齒面接觸線運(yùn)動(dòng)形成，且接觸線沿齒輪節(jié)圓柱展開后均為經(jīng)過原點(diǎn)且斜率大于0的直線。
4、進(jìn)一步地，所述主動(dòng)斜齒輪的端面左側(cè)工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，其中齒頂控制點(diǎn)p3是齒頂圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根過渡圓角開始點(diǎn)p1是齒根過渡圓角開始圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根控制點(diǎn)是由齒根圓半徑與經(jīng)過點(diǎn)p1且斜率為1的斜線交點(diǎn)形成。
5、進(jìn)一步地，所述從動(dòng)斜齒輪的端面右側(cè)工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，其中從動(dòng)齒輪齒頂控制點(diǎn)g3是齒頂圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根過渡圓角開始點(diǎn)g1是齒根過渡圓角開始圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根控制點(diǎn)g2是由齒根圓半徑與經(jīng)過點(diǎn)g1且斜率為1的斜線交點(diǎn)形成。
6、進(jìn)一步地，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的接觸線按照以下方法確定：
7、建立o0-x0,y0,z0、ok-xk,yk,zk、o1-x1,y1,z1及o2-x2,y2,z2四個(gè)空間坐標(biāo)系中，z0軸和z1軸與所述主動(dòng)斜齒輪的回轉(zhuǎn)軸線重合,zk軸與所述主動(dòng)斜齒輪的嚙合線重合,z2軸在所述從動(dòng)斜齒輪上，所述從動(dòng)斜齒輪以勻角速度ω2沿zp軸旋轉(zhuǎn),zk軸與z1、zk軸的距離為r1；坐標(biāo)系o0-x0,y0,z0與所述主動(dòng)斜齒輪固聯(lián)，坐標(biāo)系o2-x2,y2,z2與所述從動(dòng)斜齒輪固聯(lián)，所述主動(dòng)斜齒輪以勻角速度ω1繞z0軸旋轉(zhuǎn)，所述從動(dòng)斜齒輪以勻角速度ω2繞zp軸旋轉(zhuǎn)，從起始位置經(jīng)一段時(shí)間后，坐標(biāo)系o0-x0,y0,z0隨所述主動(dòng)斜齒輪繞z1軸旋轉(zhuǎn)，坐標(biāo)系op-xp,yp,zp隨所述從動(dòng)斜齒輪沿z2軸旋轉(zhuǎn)；
8、在坐標(biāo)系ok-xk,yk,zk中,設(shè)所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的嚙合點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的嚙合線參數(shù)方程為：
9、
10、所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系為：
11、
12、當(dāng)嚙合點(diǎn)沿嚙合線k-k運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別在所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面上形成接觸線；根據(jù)坐標(biāo)變換原理，形成o0-x0,y0,z0、o1-x1,y1,z1及o2-x2,y2,z2三個(gè)空間坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣為：
13、m1k＝m10×m0k?(3)
14、
15、其中,
16、
17、式(4)和(6)中，r1為所述主動(dòng)斜齒輪的節(jié)圓半徑，是所述主動(dòng)斜齒輪旋轉(zhuǎn)角度；
18、由式(1)和(5)求得所述主動(dòng)斜齒輪齒面的接觸線的參數(shù)方程為：
19、
20、由式(1)和(4)求得所述從動(dòng)斜齒輪齒面的接觸線的參數(shù)方程為：
21、
22、進(jìn)一步地，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的端面齒廓由如下方法確定：
23、在坐標(biāo)系ok-xk,yk,zk中所述從動(dòng)斜齒輪的右側(cè)工作齒廓參數(shù)方程：
24、
25、在坐標(biāo)系ok-xk,yk,zk中所述主動(dòng)斜齒輪的右側(cè)工作齒廓參數(shù)方程：
26、
27、在坐標(biāo)系o2-x2,y2,z2中所述主動(dòng)斜齒輪的右側(cè)工作齒廓參數(shù)方程：
28、
29、在坐標(biāo)系o1-x1,y1,z1中所述從動(dòng)斜齒輪的右側(cè)工作齒廓參數(shù)方程：
30、
31、在坐標(biāo)系o2-x2,y2,z2中所述主動(dòng)斜齒輪的左側(cè)工作齒廓參數(shù)方程：
32、
33、在坐標(biāo)系o1-x1,y1,z1中所述從動(dòng)斜齒輪的左側(cè)工作齒廓參數(shù)方程：
34、
35、進(jìn)一步地，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面按照如下方法確定：
36、所述從動(dòng)斜齒輪的工作左齒面的參數(shù)方程：
37、
38、所述從動(dòng)斜齒輪的工作右齒面的參數(shù)方程：
39、
40、所述主動(dòng)斜齒輪的工作左齒面的參數(shù)方程：
41、
42、所述主動(dòng)斜齒輪的工作右齒面的參數(shù)方程：
43、
44、其中,
45、t＝cmσ???(19)。
46、進(jìn)一步地，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒根過渡曲線按照如下方法確定：
47、所述主動(dòng)斜齒輪的端面右側(cè)齒根用hermite曲線作為過渡曲線，其中hermite曲線由點(diǎn)p1和p2，以及點(diǎn)p1和p2的切線矢量分別為tp1和tp2決定，p1點(diǎn)是由所述主動(dòng)斜齒輪右側(cè)工作齒廓曲線以及齒根過渡圓角開始半徑rh1決定，p2點(diǎn)是由齒根圓半徑rf1以及經(jīng)過點(diǎn)p1且斜率為1的斜線決定，hermite曲線參數(shù)方程為：
48、
49、所述從動(dòng)斜齒輪的端面右側(cè)齒根用hermite曲線作為過渡曲線，其中hermite曲線由點(diǎn)g1和g2，以及本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，包括軸線平行的主動(dòng)斜齒輪和從動(dòng)斜齒輪，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪純滾動(dòng)嚙合傳動(dòng)，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的端面齒廓曲線均由端面工作齒廓曲線和端面齒根過渡曲線組成，端面工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，端面齒根過渡曲線由Hermite曲線組成，且所述主動(dòng)斜齒輪與從動(dòng)斜齒輪的端面齒廓曲線均左右兩側(cè)對稱；所述主動(dòng)斜齒輪與所述從動(dòng)斜齒輪的齒面具有螺旋線結(jié)構(gòu)；所述主動(dòng)拋物線齒廓純滾動(dòng)斜齒輪的嚙合點(diǎn)在兩分度圓切點(diǎn)處，所述從動(dòng)拋物線齒廓純滾動(dòng)斜齒輪的嚙合點(diǎn)在兩分度圓切點(diǎn)處，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)嚙合點(diǎn)形成的嚙合線分別在所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面形成兩條接觸線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面結(jié)構(gòu)由各自齒輪端面齒廓曲線隨接觸點(diǎn)沿齒面接觸線運(yùn)動(dòng)形成，且接觸線沿齒輪節(jié)圓柱展開后均為經(jīng)過原點(diǎn)且斜率大于0的直線。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪的端面左側(cè)工作齒廓曲線由
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述從動(dòng)斜齒輪的端面右側(cè)工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，其中從動(dòng)齒輪齒頂控制點(diǎn)G3是齒頂圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根過渡圓角開始點(diǎn)G1是齒根過渡圓角開始圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根控制點(diǎn)G2是由齒根圓半徑與經(jīng)過點(diǎn)G1且斜率為1的斜線交點(diǎn)形成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的接觸線按照以下方法確定：
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的端面齒廓由如下方法確定：
7.如權(quán)利要求6所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面按照如下方法確定：所述從動(dòng)斜齒輪的工作左齒面的參數(shù)方程：
8.如權(quán)利要求7所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒根過渡曲線按照如下方法確定：
9.一種齒輪泵，其特征在于：包括如權(quán)利要求1～8任意一項(xiàng)所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，且還包括殼體、主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，所述主動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于所述殼體內(nèi)且一端延伸出所述殼體，所述主動(dòng)斜齒輪安裝于所述主動(dòng)軸上，所述從動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于所述殼體內(nèi)，所述從動(dòng)斜齒輪安裝于所述從動(dòng)軸上，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪嚙合，且所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪相嚙合的輪齒之間形成密封工作腔。
10.如權(quán)利要求9所述的一種齒輪泵，其特征在于：還包括設(shè)置于所述殼體內(nèi)的四個(gè)軸承和密封件，其中每兩所述軸承通過一軸承座安裝于所述殼體內(nèi)，且其中兩所述軸承套設(shè)于所述主動(dòng)軸上且位于所述主動(dòng)斜齒輪兩端，另外兩所述軸承套設(shè)于所述從動(dòng)軸上且位于所述從動(dòng)斜齒輪兩端，所述密封件用于密封所述軸承座和所述主動(dòng)軸與所述殼體的連接位置。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，包括軸線平行的主動(dòng)斜齒輪和從動(dòng)斜齒輪，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪純滾動(dòng)嚙合傳動(dòng)，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的端面齒廓曲線均由端面工作齒廓曲線和端面齒根過渡曲線組成，端面工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，端面齒根過渡曲線由hermite曲線組成，且所述主動(dòng)斜齒輪與從動(dòng)斜齒輪的端面齒廓曲線均左右兩側(cè)對稱；所述主動(dòng)斜齒輪與所述從動(dòng)斜齒輪的齒面具有螺旋線結(jié)構(gòu)；所述主動(dòng)拋物線齒廓純滾動(dòng)斜齒輪的嚙合點(diǎn)在兩分度圓切點(diǎn)處，所述從動(dòng)拋物線齒廓純滾動(dòng)斜齒輪的嚙合點(diǎn)在兩分度圓切點(diǎn)處，所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)嚙合點(diǎn)形成的嚙合線分別在所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面形成兩條接觸線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪和所述從動(dòng)斜齒輪的齒面結(jié)構(gòu)由各自齒輪端面齒廓曲線隨接觸點(diǎn)沿齒面接觸線運(yùn)動(dòng)形成，且接觸線沿齒輪節(jié)圓柱展開后均為經(jīng)過原點(diǎn)且斜率大于0的直線。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述主動(dòng)斜齒輪的端面左側(cè)工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，其中齒頂控制點(diǎn)p3是齒頂圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根過渡圓角開始點(diǎn)p1是齒根過渡圓角開始圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根控制點(diǎn)是由齒根圓半徑與經(jīng)過點(diǎn)p1且斜率為1的斜線交點(diǎn)形成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于拋物線齒廓純滾動(dòng)外嚙合齒輪，其特征在于：所述從動(dòng)斜齒輪的端面右側(cè)工作齒廓曲線由拋物線函數(shù)組成，其中從動(dòng)齒輪齒頂控制點(diǎn)g3是齒頂圓與拋物線函數(shù)相交形成，齒根過渡圓角開始點(diǎn)g1是齒根過渡圓角開始圓與...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳禎，李穎淇，倫文锫，肖小平，何超，唐萬和，
申請(專利權(quán))人：廣東海洋大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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