一种内泵腔式行星齿轮油泵及马达的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  3

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一种内泵腔式行星齿轮油泵及马达的制作方法
【专利摘要】一种内泵腔式行星齿轮油泵及马达,属机械领域。当泵腔刚性连接两个带有轴向配油孔的行星支架并安装行星齿轮组成旋转体组件,齿圈与行星齿轮及泵腔3者之间形成多个齿轮油泵/马达,各配油孔都是通往行星齿轮/密封泵腔/齿圈3者的交界地区,当使两个供油盘上的轴向供油孔轴向对正并做2端腔连通处理时,对旋转体组件而言可以抵消2供油盘的轴向液压力,轴向供油孔适合于高压油区;2供油盘上的各个径向供油孔道通向轴心空腔再由油孔接头2通向外部,适合于低压油区,当行星齿轮均匀排列时,齿圈的齿数与行星齿轮的数目比不能为整数,以减少脉动,当旋转体组件旋转时,径向油孔与轴向油孔同时参与进排油,形成油泵或液压马达,具有排量大、力矩大、体积最小、噪音极低等有点。
【专利说明】一种内泵腔式行星齿轮油泵及马达
[0001] 本发明属机械制造领域:确切的讲:是一种特种行星齿轮的高效变容齿轮泵结构 及技术。本技术是针对目前所使用的各种机油泵/马达所提出的改进。
[0002] 目前双摸齿轮变容技术现状:
[0003] 该类技术正处于理论研究:国内早在2007年,广东工业大学的硕士学位论文题 目:大排量齿轮泵的结构及性能优化问题;随后,2011年辽宁工程技术大学科学研究立项 计划项目(编号:2011ZR037)课题:双模齿轮的大排量齿轮泵的流场可视化仿真研究,成为 国家科技支持项目子课题(编号:2007BAF12B01)。
[0004] 上述设计的双模数方案,与简单增加模数措施而言,所提高齿轮泵的相同排量的 代价使之无应用价值。
[0005] 双摸齿轮变容技术的本质缺陷:
[0006] 技术逻辑上讲:他们的研究并没有比单模书数齿轮技术带来多大的优势:所言的 排量优势无存,唯一的优点就是减小了强脉动的占空比!但是所带来的副作用如下:由于 大模数齿的考虑摆脱困油及匀速齿合性的要求,导致其泵体大齿的密封性下降数倍、重量 体积几乎未改变,由于密封性是相对更重要的指标。
[0007] 本发明的目的是解决已有研究的不足之处:给出优化的技术原理设计:在保持全 时域低脉动、高位保持原单模技术下的密封性的前提下,数倍的提高排量及大大的降低噪 音,具有排量大、力矩大、体积小、噪音极低等有点。
[0008] 本发明的技术关键:本油泵及马达的基本结构是由:行星支架(1)、泵腔(2)、上盖 (3)、下盖(4)、行星轴(5)、轴向配油孔(6)、齿圈(8)、行星轴(9)、密封圈、油孔接头A(12)、 油孔接头B (13)、行星齿轮(17)、行星支架轴(7)等组成;基本配合关系为,当泵腔刚性连接 2个行星支架,在齿圈与行星齿轮及泵腔3者之间形成多个齿轮油泵,各配油孔都是通往行 星齿轮/泵腔/齿圈3者的交界地区,当使2个供油盘上的轴向供油孔轴向对正并做2端腔 连通处理时,对旋转体组件(由:行星支架(1)、泵腔(2)、行星齿轮(17)及行星轴(9)连接 而成的组件,行星齿轮(17)可以绕行星轴(9)自由转动)而言可以抵消2供油盘的轴向液 压力,轴向供油孔适合于高压油区。当旋转体组件主动或被动旋转时,在泵腔的配合之下, 将在齿圈与行星齿轮之间形成多个同时工作的齿轮油泵。
[0009] 技术结构特殊要求:
[0010] *为获得较小的脉动性,当行星齿轮均匀分布时,齿圈的齿数与行星齿轮的个数之 比不能为整数;当行星齿轮非均匀分布时,齿圈的齿数与行星齿轮的个数之比可以为整数 及非整数。
[0011] *供油方式有3种:第1种为轴向供油式(如本图情况),泵腔上没有直通外柱面 的油孔(甚至没有泵腔径向油道),单一使用行星支架上的轴向油孔直通齿圈的齿数与行 星齿轮及泵腔3者的交汇区;第2种为径向供油式,泵腔上设有直通外柱面的油孔,使泵腔 上的径向油孔直通齿圈的齿数与行星齿轮及泵腔3者的交汇区;第3种为轴径混合供油式, 即在泵腔上设有直通内柱面的油孔(再汇集轴心空腔(16)内由轴心孔或轴壁孔导出),也 在行星支架上的轴向油孔直通齿圈的齿数与行星齿轮及泵腔3者的交汇区,同时作为进油 孔或排油孔。
[0012] *2行星支架的平衡及高压密封设计:在第3种为轴径混合供油式下适用,该情况 是在2行星支架上所加工的轴向油孔是相对的且联通,另外一半的径向油孔通往泵腔的内 柱面并联通导出,当轴向油孔作为高压油区时,高压油作用在2行星支架的端面上,压力相 对而平衡的同时减小端面间隙而减少泄漏。
[0013] *当行星支架足够厚时,径向配油孔道也可以加工在行星支架上。
[0014] 所谓刚性联接:是使用一切紧固联接的方法使部件联接,诸如:粘接、焊接、熔接、 螺丝固定等等。
[0015] 以下结合附图就本发明的1个较佳实施例对本发明作进一步说明:
[0016] 图1 一种内泵腔式行星齿轮油泵及马达原理示意图。
[0017] 图2 -种典型的液压马达外形示意图。
[0018] 图3旋转体组件示意图。
[0019] 图4 一种典型的液压马达内部结构爆炸图。
[0020] 图示编号说明:
[0021] (1)行星支架
[0022] (2)泵腔
[0023] (3)上盖
[0024] (4)下盖
[0025] (5)行星轴孔
[0026] (6)轴向配油孔
[0027] (7)行星支架轴
[0028] (8)齿圈
[0029] (9)行星轴
[0030] (10)固定孔
[0031] (11)密封圈
[0032] (12)油孔接头A
[0033] (13)油孔接头B
[0034] (15)密封圈
[0035] (16)轴心空腔
[0036] (17)行星齿轮
[0037] (18)泵腔外柱面
[0038] (19)立而室
[0039] (20)端室
[0040] (21)泵腔行星轮柱面
[0041] 如图1所示:
[0042] 基本原理为多行星齿轮液压技术,2个行星支架(1)(上面的未画出),中间夹有1 个泵腔(2),且刚性联接;轴向配油孔(6)加工在2个行星支架上,多个行星齿轮(17)在行 星支架轴孔的约束下可以绕行星轴(9)自由转动。
[0043] 因而:在泵腔外柱面(18)、泵腔行星轮柱面(21)及2个行星支架作为端板的作用 下,行星支架轴(7)携带泵腔、多行星齿轮转动时,齿圈(8)与多个行星齿轮之间形成多个 同时工作的齿轮油泵或马达。
[0044] (10)为固定孔。
[0045] 如图2所示:
[0046] 该结构为:(3)是上盖、⑷是下盖、(8)是齿圈、(10)是固定螺丝孔、(12)是油孔 接头A、(13)是油孔接头B。
[0047] 当行星支架轴(7)主动转动时为双向油泵,液压油由油孔接头A(12)或是油孔接 头B (13)注入时则是液压马达。
[0048] 如图3所示:
[0049] 旋转体组件是核心部件:包括刚性联接在一起的2个行星支架、1个泵腔(2)、行星 支架轴、行星轴孔(5)约束下的多个自由转动的行星齿轮(17)上的行星轴(9)。
[0050] 再有;(6)是轴向配油孔,(11)、(15)是密封圈,(18)是泵腔外柱面,(21)是泵腔 行星轮柱面。
[0051] 如图3所示:
[0052] (1)为行星支架、(2)为泵腔。上盖(3)与下盖(4)分别和2行星支架之间形成 端室(19)及端室(20),(6)为轴向配油孔,(7)为行星支架轴,(8)为齿圈,(9)为行星轴, (10)为固定孔,(11)及(15)为密封圈,(12)为油孔接头A,(13)为油孔接头B,(16)为轴 心空腔,(17)为行星齿轮,(5)为行星轴孔。
【权利要求】
1. 一种内泵腔式行星齿轮油泵及马达:其基本结构是由:轴/经向混合供油的供油盘 兼做行星支架(1)、密封泵腔(2)、上盖(3)、下盖(4)、行星支架轴(5)、轴向配油孔(6)、径 向配油孔道(7)、齿圈(8)、行星轴(9)、固定螺丝(10)、密封圈、油孔接头A(12)、油孔接头 B(13)、轴心空腔(14)、油孔接头支架(15)、接头支架固定螺丝(16)、行星齿轮(17)等组成; 基本配合关系为,当密封泵腔刚性连接2个轴/经向混合供油的供油盘兼做行星支架,齿 圈与行星齿轮及密封泵腔3者之间形成多个齿轮油泵,各配油孔都是通往行星齿轮/密封 泵腔/齿圈3者的交界地区,当使2个供油盘上的轴向供油孔轴向对正并做2端腔连通处 理时,对旋转体组件(由:轴/经向混合供油的供油盘兼做行星支架(1)、密封泵腔(2)、行 星齿轮(17)、行星支架轴(5)及行星轴(9)连接而成的组件,行星齿轮(17)可以绕行星轴 (9)自由转动)而言可以抵消2供油盘的轴向液压力,轴向供油孔适合于高压油区;2供油 盘上的各个径向供油孔道通向轴心空腔再由油孔接头2通向外部,适合于低压油区,当行 星齿轮均匀排列时,齿圈的齿数与行星齿轮的数目比不能为整数,以减少脉动,基本工作原 理为:当旋转体组件旋转时,行星齿轮与齿圈齿合并做行星式运动,形成多个齿轮齿合变容 区,每一个行星齿轮与齿圈之间都形成一个独立的齿轮油泵或马达;径向油孔与轴向油孔 同时参与进排油,形成油泵或液压马达功能;当外力矩使行星支架轴(5)旋转时,轴向配油 孔(6)和径向配油孔道(7)将分别作为进油孔及出油孔,不同的旋向将决定(6)或(7)明^ 一个作为进油孔,并由油孔接头A(12)或油孔接头B(13)汇聚导出;当高压油从油孔接头 A(12)注入,将驱使行星齿轮(17)公转,形成液压马达功能,马达的转向取决于哪一个油孔 接头注入高压油;需要指出:油孔接头A(12)通向端室(19)及端室(20),齿圈上的轴向孔 使2个端室进行连通,确保2个端室压力相同,组件轴向受力相同;当旋转体组件主动或被 动旋转时,在泵腔的配合之下,将在齿圈与行星齿轮之间形成多个同时工作的齿轮油泵;技 术结构特殊要求:首先为获得较小的脉动性,当行星齿轮均匀分布时,齿圈的齿数与行星齿 轮的个数之比不能为整数;当行星齿轮非均匀分布时,齿圈的齿数与行星齿轮的个数之比 可以为整数及非整数;其次:供油方式有3种:第1种为轴向供油式(如本图情况),泵腔上 没有直通外柱面的油孔(甚至没有泵腔径向油道),单一使用行星支架上的轴向油孔直通 齿圈的齿数与行星齿轮及泵腔3者的交汇区;第2种为径向供油式,泵腔上设有直通外柱面 的油孔,使泵腔上的径向油孔直通齿圈的齿数与行星齿轮及泵腔3者的交汇区;第3种为 轴径混合供油式,即在泵腔上设有直通内柱面的油孔(再汇集轴心空腔(16)内由轴心孔或 轴壁孔导出),也在行星支架上的轴向油孔直通齿圈的齿数与行星齿轮及泵腔3者的交汇 区,同时作为进油孔或排油孔;再其次2行星支架的平衡及高压密封设计:在第3种为轴径 混合供油式下适用,该情况是在2行星支架上所加工的轴向油孔是相对的且联通,另外一 半的径向油孔通往泵腔的内柱面并联通导出,当轴向油孔作为高压油区时,高压油作用在 2行星支架的端面上,压力相对而平衡的同时减小端面间隙而减少泄漏;其特征就在于:使 用泵腔(2)与2行星支架(1)约束的多行星齿轮及1个太阳齿轮构成多个齿轮油泵或马达 构造;配油方式分为:轴向配油式、径向配油式及轴径混合配油式;当采用轴经向混合配油 时,可以使2端室联通而油压相同,获得平衡;当行星齿轮均匀排列时,齿圈的齿数与行星 齿轮的数目比不能为整数,以减少脉动;或者是当行星齿轮非均匀排列时,齿圈的齿数与行 星齿轮的数目比才可以为整数。
2. 如权利要求1行星齿轮油泵及马达中所述的齿圈的齿数与行星齿轮的数目比不能 为整数指的是:除了不为整数外,齿圈的齿数与行星齿轮的数目的最小公倍数也可以尽量 的大,最小公倍数越大,油压的脉动越小。
3. 如权利要求1行星齿轮油泵及马达中所述轴向配油方式指的是:泵腔上没有直通外 柱面的油孔,甚至没有泵腔径向油道(19),单一使用行星支架上的轴向油孔直通齿圈的齿 数与行星齿轮及泵腔3者的交汇区。
4. 如权利要求1行星齿轮油泵及马达中所述径向配油方式指的是:第2种为径向配油 式,泵腔上设有直通外柱面的油孔,使泵腔上的径向油孔直通齿圈的齿数与行星齿轮及泵 腔3者的交汇区。
5. 如权利要求1行星齿轮油泵及马达中所述轴径向混合配油方式指的是:即在泵腔上 设有直通外柱面的油孔,也在行星支架上的轴向油孔直通齿圈的齿数与行星齿轮及泵腔3 者的交汇区,同时作为进油孔或排油孔。
6. 如权利要求1行星齿轮油泵及马达中所述轴向配油方式指的是:当行星支架足够厚 时,径向配油孔道也可以加工在行星支架上。
【文档编号】F04C2/10GK104100519SQ201310141264
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月8日 优先权日:2013年4月8日
【发明者】吴小平, 罗天珍 申请人:吴小平, 罗天珍

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