一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构制造技术

本发明专利技术公开了一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，由两个完全相同的吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽组成，吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽设置在齿轮副两端的部件上，两端部件上的卸荷槽关于齿轮副宽度方向的中间截面对称，同一部件上的吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽关于齿轮副的中心面对称，卸荷槽间距为(2

A micro connected structure with symmetrically arranged unloading slots for trapped oil in external gear pump

【技术实现步骤摘要】
一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构


[0001]本专利技术属于外啮合齿轮泵
，具体涉及一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构。

技术介绍

[0002]双齿啮合引发的困油及其困油现象是外啮合齿轮泵由其结构所决定的三大缺陷之一，易造成困油高压力带来的压力冲击和困油低压力带来的气穴气蚀，并产生振动与噪声等危害，极大影响着泵的使用寿命。卸荷槽的设置与创新一直以来都是缓解困油现象及其危害的主要措施，相关的技术专利技术也很多，如CN111502986B，CN106762620B，CN103122853B，CN103437996B，CN103527470B等，但它们都属于在遵循吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽无连通且对称设置的经典原则基础上，通过卸荷槽形状的创新来增大卸荷面积，且吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽之间的距离(简称为卸荷槽间距)一般采用p
b
cosα，其中，p
b
为泵用齿轮的基圆节距，也为双齿啮合间的啮合线长度，α为啮合角。
[0003]由此设置出的卸荷面积一般都很小，虽然可以通过卸荷槽形状的创新来增大卸荷面积，但增大效果也是有限的，转速稍有提高就会导致较为严重的困油现象。
[0004]按照这一经典原则，即使采用等于p
b
cosα的卸荷槽间距进行对称设置，由于卸荷槽、齿轮副加工误差和装配误差的客观存在，往往也会造成实际的卸荷槽间距小于p
b
cosα，即形成了困油变化区间内吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽事实上的微连通，并导致吸油介质、困油介质和排油介质的局部微连接，一定程度上这种局部微连通反而微增了卸荷面积和微缓了困油现象，不过同时也带来齿轮泵输出流量的微损失。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
中要解决的问题，本专利技术旨在通过适当缩短卸荷槽间距，巧妙利用由此带来的吸油介质、困油介质和排油介质的局部微连接，以损失较小的齿轮泵输出流量均值为代价，换取困油压力波动充分缓解的目的。
[0006]所以为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，由两个完全相同的吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽组成，吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽设置在齿轮副两端的部件上，两端部件上的卸荷槽关于齿轮副宽度方向的中间截面对称，同一部件上的吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽关于齿轮副的中心面对称，卸荷槽间距为(2
‑
ε)p
b
cosα，其中，ε>1为重合度，一般情况下ε＝1.1～1.3，p
b
为泵用齿轮的基圆节距，α为啮合角。
[0008]所述部件为泵盖或者浮动侧板，由齿轮泵的具体结构所确定。
[0009]所述卸荷槽间距为吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽之间的距离。
[0010]所述吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽以矩形卸荷槽为例，但不限于矩形卸荷槽，可为其它各种形状的卸荷槽。
[0011]所述齿轮副双齿啮合时与其两端部件共同围成的密闭困油腔中的工作介质为困
油。
[0012]所述密闭困油腔的空间容积在双齿啮合线上的变化周期为[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]。
[0013]所述密闭困油腔的空间容积在卸荷槽中的投影面积为卸荷面积，卸荷面积分为吸油侧微连通卸荷面积A
I
与排油侧微连通卸荷面积Ao。
[0014]在[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]的困油变化区间内，所述卸荷面积可由齿轮副3D模型每旋转一个步长角
△
θ，随即同步测量出卸荷块的端面面积得出，其中
[0015][0016]式中，N为困油变化区间[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]的等分数，Z为齿数；齿轮副3D模型可由目前的3D软件，比如UGNX软件下有关齿轮和齿轮副的GC工具箱来制作。
[0017]在[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]的困油变化区间内，所述困油腔空间容积的变化率Q
T
(x)为
[0018]Q
T
(x)＝ωwp
b
(p
b
+2x)(2)
[0019]式中，齿轮副双齿啮合时，x为啮合线上后进入啮合的啮合点到节点的负方向长度，ω为齿轮副的旋转角速度，w为齿宽。
[0020]在[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]的困油变化区间内，由薄壁小孔的出流公式，得吸油压力p
I
与困油压力p
T
通过吸油侧卸荷面积A
I
的交换流量Q
TI
，排油压力p
O
与困油压力p
T
通过排油侧卸荷面积Ao的交换流量Q
TO
为
[0021][0022]式中，Q
TI
、Q
TO
均以流进到密闭困油腔内为正，流出到密闭困油腔外为负；0.62为薄壁小孔的流量系数，ρ为介质密度，p
T
(x)为困油压力。
[0023]所述困油压力p
T
(x)由密闭困油腔内流量的瞬时平衡，即由
[0024]Q
T
(x)+Q
TI
(x)+Q
TO
(x)＝0(4)
[0025]得到。
[0026]所述齿轮泵的输出流量为
[0027][0028]式中，r
a
、r分别为齿轮副的齿顶圆半径和节圆半径。
[0029]相对于困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，所述无连通结构，除卸荷槽间距等于p
b
cosα外，其它与微连通结构及其下的困油压力和输出流量计算完全相同。由此可比较出微连通相对于无连通下困油压力波动的改善效果很好，输出流量的损失很小。
[0030]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0031]本专利技术的一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，在不改变原有无连通卸荷槽结构的前提下，通过卸荷槽间距的适当缩短，巧妙利用由此带来的吸油介质、
困油介质和排油介质的局部微连接，以损失较小的齿轮泵输出流量均值为代价，换取困油压力波动的充分缓解效果。
附图说明
[0032]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0033]图1为齿轮副和卸荷槽结构示意图。
[0034]图2为无连通卸荷槽和微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，其特征在于：由两个完全相同的吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽组成，吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽设置在齿轮副两端的部件上，两端部件上的卸荷槽关于齿轮副宽度方向的中间截面对称，同一部件上的吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽关于齿轮副的中心面对称，卸荷槽间距为(2
‑
ε)p
b
cosα，其中，ε＞1为重合度，ε＝1.1～1.3，p
b
为泵用齿轮的基圆节距，α为啮合角。2.如权利要求1所述一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，其特征在于：所述部件为泵盖或者浮动侧板，由齿轮泵的具体结构所确定。3.如权利要求1所述一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，其特征在于：所述吸油侧卸荷槽与排油侧卸荷槽以矩形卸荷槽为例，但不限于矩形卸荷槽。4.如权利要求1所述一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，其特征在于：所述齿轮副双齿啮合时与其两端部件共同围成的密闭困油腔中的工作介质为困油，密闭困油腔的空间容积在双齿啮合线上的变化周期为[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]。5.如权利要求4所述一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，其特征在于：所述密闭困油腔的空间容积在卸荷槽中的投影面积为卸荷面积，卸荷面积分为吸油侧微连通卸荷面积A
I
与排油侧微连通卸荷面积A
O
。6.如权利要求4所述一种外啮合齿轮泵困油用卸荷槽对称设置的微连通结构，其特征在于：在[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]的困油变化区间内，所述卸荷面积可由齿轮副3D模型每旋转一个步长角Δθ，随即同步测量出卸荷块的端面面积得出，其中式中，N为困油变化区间[
‑
0.5εp
b
，(0.5ε
‑
1)p
b
]的等分数，Z为齿数；齿轮副3D模型可由目前的3D软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，宋安然，刘萍，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：发明
国别省市：