[实用新型]均匀接触一齿差摆线针轮副

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种摆线针轮副，尤其是均匀接触一齿差摆线针轮副，属于摆线液压马达和全液压转向器技术领域。

背景技术

一齿差摆线针轮副具有结构紧凑、运动精度高、噪音低、齿形强度高、承载能力强，结合面摩擦小、传动效率高、功率密度大等诸多优点，因此广泛应用于低速大扭矩摆线液压马达、全液压转向器、摆线泵等产品。

一齿差摆线针轮啮合副运动应用于液压传动主要有如图1和图2所示的两种结构。图1为独立式针轮齿结构，图2为整体式针轮齿结构，图中01是定子，02是作为转子的摆线针轮，03是定子上的针齿。在一齿差摆线啮合副的运动中，摆线针轮与所有的针齿均接触，从而形成各个独立的腔体，理论上各腔之间零隙密封。但是由于存在零件的加工误差以及零件的形位误差，因此不得不在设计时预留一定间隙，以补偿上述误差，因此实际上各个独立腔体之间依靠油膜密封。在重载、大扭矩传动时，上述误差以及预留间隙有可能造成摆线啮合副（如液压马达）的内部泄漏，严重影响液压马达等液压装置工作的稳定性，降低容积效率和机械效率。

检索发现，美国专利US7481633公开了一种修形摆线针轮副，其中的摆线针轮原先的摆线廓线按一定规律被间断修凹，从而在与定子针齿啮合传动过程中，依靠修凹间隙补偿误差，而无需预留设计间隙。其优点是，修凹段只会使液压压力相近的邻腔之间连通，而不会使压差较大的相隔腔出现形成泄漏，因此有利于保证运转平稳性，提高容积效率和机械效率。此外，修形之后摆线针轮副的啮合接触减少，有助于减小传动阻力，减小液压脉动。然而，该技术方案中的修形段过多，不仅结构复杂、设计计算繁琐，而且制造困难。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，在保持原有液压元件摆线针轮副结构参数不变的前提下，提出一种不仅可以避免内部泄漏、提高容积效率和机械效率，而且结构简化、制造工艺性好的均匀接触一齿差摆线针轮副。

研究表明，摆线摆线针轮副运动时（参见图3A），转子的轮齿与针齿不断啮合，其摆线曲线相对连续滚动，啮合接触点随着摆线针轮副的运动不断变化。啮合瞬心P是针齿圆心o1、o2、o3、o4、o5、o6、o7分别与各轮齿理论接触点11、12、13、14、15、16、17连线的交点，也是转子轮齿与针齿的啮合节点。该啮合瞬心P的运动轨迹是以定子中心o为圆心、以针齿数与转子偏心距之积7xe为半径的圆。在一个传动周期中，每个轮齿针齿——以圆心为o5的针齿为例，都有两个特定位置，其一是其圆心o5离啮合瞬心P距离最近的位置（图3A），在此位置，圆心离啮合瞬心P距离最远的针齿是圆心为o1或o2的两对称分布针齿，啮合瞬心P至距离最远的针齿圆心o1的连线与对应针齿啮合轮齿廓线的交点11正好也是此处的啮合点，啮合瞬心P至圆心o5针齿相邻的圆心o6针齿的圆心o6连线与对应针齿啮合轮齿廓线的交点16正好也是此处的啮合点；其二是其圆心o5离啮合瞬心P距离最远的位置，在此位置，圆心离啮合瞬心P距离最近的针齿是圆心为o1或o2的两对称分布针齿，啮合瞬心P与距离最近的针齿圆心o2的连线与该针齿啮合轮齿廓线的交点22正好也是此处的啮合点，啮合瞬心P至圆心o5针齿相邻的圆心o6针齿的圆心o6连线与对应针齿啮合轮齿廓线的交点26正好也是啮合点。

为了达到上述目的，本实用新型的均匀接触一齿差摆线针轮副包括具有间隔分布针齿的定子，以及与之啮合的针轮转子，所述针轮转子的每个轮齿齿廓具有两侧对称的修形凹陷；

所述轮齿齿廓一侧的修形凹陷起点位于以下第一和第二两点之间：当预定针齿离啮合瞬心距离最近位置时，离啮合瞬心距离最远针齿与对应轮齿的同侧啮合点对应第一点，当预定针齿离啮合瞬心距离最远位置时，其相邻针齿与对应轮齿的同侧啮合点对应第二点；

所述轮齿齿廓一侧的修形凹陷终点位于以下第三和第四两点之间：当预定针齿离啮合瞬心距离最近位置时，其相邻针齿与对应轮齿的同侧啮合点对应第三点，当预定针齿离啮合瞬心距离最远位置时，离啮合瞬心距离最近针齿与对应轮齿的同侧啮合点对应第四点。

实验证明，所述修形凹陷起点位于所述第一和第二点中间、所述修形凹陷终点位于所述第三和第四点中间最为理想。

所述修形凹陷为标准摆线针轮齿廓的等深度凹陷，凹陷深度在0.03mm至0.008mm之间，最佳为0.012mm。