[发明专利]一种具有渐开线卸荷槽的外啮合齿轮泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种外啮合齿轮泵，特别是涉及一种具有渐开线卸荷槽的外啮合齿轮泵。

背景技术：

外啮合齿轮泵是一种泵送工作油液的动力工具，因具有价格、可靠性、寿命和自吸能力等方面优势，应用相当广泛。但由其结构引起的困油现象对泵造成的危害，随转速提高愈发严重，阻碍了泵高速化的进一步发展。卸荷槽和齿侧间隙(侧隙)的组合卸荷是缓解困油现象的常规作法，但较大侧隙会加剧振动，带来二次噪音问题，而且也会引起容积效率的下降，对粘度较低的流体更为严重。因此，侧隙选择上有一定限制，目前困油现象的缓解途径仍以卸荷槽为主、侧隙为辅。近几十年，国、内外对卸荷槽卸荷的研究较多，主要集中于型式选择和卸荷面积计算两个方面，型式上有矩形、圆弧形和锥形等，但不论何种型式，追求卸荷面积最大化的目标一致。目前，国外在某些航天用泵上的最高转速已达到13000rpm，缓解如此高转速下的困油现象，有必要结合卸荷槽型式的进一步改进来实现。因此，本发明提出一种具有极限卸荷面积的渐开线形卸荷槽型式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有渐开线卸荷槽的外啮合齿轮泵，该齿轮泵的卸荷面积达到了理论上的极限值，可有效缓解高转速下的外啮合齿轮泵的困油现象。

本发明提供的具有渐开线卸荷槽的低压外啮合齿轮泵，包括主动齿轮、从动齿轮、轴、DU轴承、泵体、密封圈、前端盖和后端盖，在前、后端盖上分别加工有两个对称布置的卸荷槽，所述卸荷槽的内侧槽线为复合渐开线，由上、中、下三段构成，上段和下段为渐开线，中段为直线，上段的渐开线和下段的渐开线上下对称，上段的渐开线形状与齿轮泵处于最小困油容积时主动齿轮的部分齿槽的轮廓形状一致，上段的渐开线位置相对于上述最小困油容积时主动齿轮的部分齿槽的轮廓位置向外偏移0.2mm～0.5mm，用于弥补制造、装配等方面的误差，以及减少从排油腔到吸油腔的轴向泄漏量，所述向外偏移是指向远离主、从动齿轮中心连线的方向偏移，中段的直线与采用矩形卸荷槽时内侧槽线的中间一段一致。

本发明提供的具有渐开线卸荷槽的中、高压外啮合齿轮泵，包括主动齿轮、从动齿轮、轴、DU轴承、泵体、密封圈、前端盖、后端盖和浮动侧板，在浮动侧板上分别加工有两个对称布置的卸荷槽，所述卸荷槽的内侧槽线为复合渐开线，由上、中、下三段构成，上段和下段为渐开线，中段为直线，上段的渐开线和下段的渐开线上下对称，上段的渐开线形状与齿轮泵处于最小困油容积时主动齿轮的部分齿槽的轮廓形状一致，上段的渐开线位置相对于上述最小困油容积时主动齿轮的部分齿槽的轮廓位置向外偏移0.2mm～0.5mm，用于弥补制造、装配等方面的误差，以及减少从排油腔到吸油腔的轴向泄漏量，所述向外偏移是指向远离主、从动齿轮中心连线的方向偏移，中段的直线与采用矩形卸荷槽时内侧槽线的中间一段一致。

需要说明的是，本发明所述卸荷槽的内侧槽线在图中为一条线，但纵向上还有开槽深度，故实际代表一个面。

本发明齿轮泵的卸荷槽的渐开线轮廓与齿轮的啮合轮廓一致，具有卸荷面积理论上的极限值，可以极大地降低困油压力峰值，缓解困油现象。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为小侧隙齿轮泵困油过程的示意图。

图2为小侧隙齿轮泵实际卸荷槽轮廓的示意图

图3为小侧隙齿轮泵轴向泄漏路径的简化示意图。

图4为小侧隙齿轮泵采用矩形卸荷槽和渐开线卸荷槽的卸荷面积图。

图5为图4中两种卸荷面积的比值。

图6为小侧隙齿轮泵三种转速下的有效容积比。

图7为大侧隙齿轮泵困油过程的示意图。

图8大侧隙齿轮泵实际卸荷槽轮廓的示意图

图9为大侧隙齿轮泵轴向泄漏路径的简化示意图。

图10为大侧隙齿轮泵采用矩形卸荷槽和渐开线卸荷槽的卸荷面积图。

图11为图10中两种卸荷面积的比值。

具体实施方式

实施例1小侧隙齿轮泵