[发明专利]一种轻量化齿轮泵单位模数下的临界啮合齿轮副

权利要求书

1.一种轻量化齿轮泵单位模数下的临界啮合齿轮副，其特征在于：包括单位模数下一对同齿形参数的主、从动渐开线齿轮，其齿顶点的啮合位置为理论啮合线上的临界点，所述齿轮副形状参数确定方法为：

步骤一、由齿轮泵的理论排量公式，得出齿轮泵的前期轻量化设计等价于齿轮形状系数的最大化；

步骤二、由齿顶点能在临界点啮合时齿轮的形状系数最大，建立该最大的形状系数与啮合角间的关系；

步骤三、由约束参量的灵敏度分析结果，优选出轻量化齿轮泵单位模数下的齿轮副形状参数并计算出相应的形状系数；

步骤四、由不引起气蚀的齿顶最大圆周速度所确定的模数上限及其标准化，确定出单一所需的最大模数，并最终确定出齿轮副的包括齿宽在内的实际尺寸。

2.如权利要求1所述的齿轮副，其特征在于：所述步骤一齿轮泵的理论排量公式为：

式中，q_e为泵的理论排量，V_e为齿轮副双倍的节圆柱体积；V_q为泵的单位排量体积；λ为齿轮的形状系数，等于顶圆与节圆的半径比，λ直接决定了泵单位排量体积V_q(λ)的大小，泵轻量化等价于λ最大化。

3.如权利要求2所述的齿轮副，其特征在于：所述步骤二最大形状系数与啮合角间的关系为：

式中，α_n为节圆上的压力角，即啮合角，故α_n决定了λ的最大化。

4.如权利要求3所述的齿轮副，其特征在于：所述步骤三约束参量主要包括由容积效率对径向泄漏所限定的齿顶角最小值由泵平稳要求所必须的重合度下限ε_min，以及顶隙系数c和分度圆压力角α的优选。

5.如权利要求4所述的齿轮副，其特征在于：所述齿轮副形状参数为齿数6，变位系数0.321或啮合角α_n＝30.023°，分度圆压力角为标准压力角α＝20°，齿顶高系数1.118和顶隙系数c＝0.15；所对应的形状系数1.323，重合度1.104，齿顶角2°和单位模数的无量纲节圆半径3.256。

6.如权利要求5所述的齿轮副，其特征在于：所述步骤四单一所需的最大模数的确定公式为：由

得

式中，v_max为齿顶允许的最大圆周速度，为工作介质的黏度所确定；n_e为泵的额定转速，r_a为顶圆半径，m为模数；SD()表示模数取值的标准化；r_m为单位模数的无量纲节圆半径。