專利名稱：行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)內(nèi)擺線形成原理設(shè)計(jì)的通過(guò)行星齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)柱塞 運(yùn)動(dòng)，并能連續(xù)改變柱塞行程和缸體容積的軸向柱塞泵裝置，特別是一種行星 齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵。
背景技術(shù)：
柱塞泵屬于容積式泵范疇。通常，把輸出壓力等級(jí)大于32Mpa的泵，稱為 超高壓泵。目前，在工業(yè)中，主要使用CY14-1B系列流體軸向柱塞泵、CY-Y 系列油泵電機(jī)組、XM-F系列軸向柱塞馬達(dá)、A2F、 A7V斜軸泵/馬達(dá)。產(chǎn)品廣 泛適用于農(nóng)業(yè)、鍛壓機(jī)床、冶金、礦山、船舶、石油、水禾U、工程機(jī)械等領(lǐng)域。
柱塞泵是依靠柱塞元件在泵缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使工作容積交替地增大和縮 小，由單向閥進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)液體的吸入和排出。當(dāng)柱塞行程不改變時(shí)，在 一定往復(fù)次數(shù)下，無(wú)論壓力是否改變，柱塞泵的排量和流量是不改變的。工作 過(guò)程中，柱塞泵的流量和壓力有較大脈動(dòng)。柱塞泵適用于高壓力和流量小于 100m3 / h場(chǎng)合，如有高達(dá)35MPa壓力的。輸送清潔的液體或氣液混合物的場(chǎng) 合。
容積式泵的性能參數(shù)主要有排量、流量、功率、轉(zhuǎn)速和必需汽蝕裕量。能 量增量主要體現(xiàn)在壓力能增加上。
目前的柱塞泵在使用過(guò)程中，由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷而帶來(lái)的主要問(wèn)題是， 油路阻塞，變量頭與變量體磨損、伺服活塞、變量活塞以及彈簧心軸卡死、柱 塞與缸體卡死、柱塞頭折斷、滑靴脫落和磨損、效率較低(一般為70 85%)等。
目前的柱塞泵在使用過(guò)程中，由于柱塞運(yùn)動(dòng)速度是脈動(dòng)的，排液柱塞數(shù)是 周期變化的，因此，產(chǎn)生流量脈動(dòng)而導(dǎo)致壓力脈動(dòng)。表現(xiàn)在液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng) 和噪聲，尤其對(duì)于大功率液壓系統(tǒng)更是如此。
就如現(xiàn)有的CY系列軸向變量柱塞泵，它利用改變斜盤角度改變柱塞行程 變量，其流量可由零無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)范圍小，只能實(shí)現(xiàn)小流量變量；從結(jié)構(gòu)
上它有三對(duì)摩擦副、油泄漏也較大，有斜盤和滑靴，機(jī)誡效率低，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，
成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變量可靠、 機(jī)械效率較高的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，它
主要包括工作部分、變量部分和外殼，所述的工作部分包括u形曲軸、垂直柱 塞、垂直運(yùn)動(dòng)套圈、行星齒輪、齒圈、水平運(yùn)動(dòng)套圈和水平柱塞，u形曲軸穿
過(guò)行星齒輪且能相互轉(zhuǎn)動(dòng)；行星齒輪與齒圈相嚙合；行星齒輪的前后端面上各 固結(jié)一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)套圈和水平運(yùn)動(dòng)套圈；兩運(yùn)動(dòng)套圈的幾何中心位于行星齒輪
的直徑線與其分度圓的交點(diǎn)處；U形曲軸同時(shí)也穿過(guò)垂直運(yùn)動(dòng)套圈和水平運(yùn)動(dòng) 套圈的內(nèi)周；垂直運(yùn)動(dòng)套圈和水平運(yùn)動(dòng)套圈的外圓周上各松套一個(gè)內(nèi)圓外方滑 塊，內(nèi)圓外方滑塊嵌入水平柱塞上作出的長(zhǎng)方形孔和垂直柱塞上作出的長(zhǎng)方形 孔中，并作相對(duì)滑動(dòng)。水平柱塞的兩端分別伸入其兩端所設(shè)的水平放置的水平 左缸體和水平右缸體中，垂直柱塞的兩端分別伸入其兩端所設(shè)的垂直放置的兩 個(gè)垂直缸體中；水平柱塞與水平左缸體和水平右缸體之間及垂直柱塞與垂直缸 體組成動(dòng)配合；水平左缸體和水平右缸體及垂直缸體均通過(guò)其外圓面上的螺紋 分別與外殼上四個(gè)有內(nèi)螺紋的孔座相聯(lián)。
所述的變量部分包括手柄、L形曲拐、帶螺孔的滑塊、長(zhǎng)方形滑槽、螺桿 和支座，手柄與L形曲拐相聯(lián)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，L形曲拐與螺桿相固聯(lián)，螺桿穿入 支座的軸孔中，帶螺孔的滑塊與螺桿組成螺旋傳動(dòng)，帶螺孔的滑塊嵌入長(zhǎng)方形 滑槽中并組成移動(dòng)副，長(zhǎng)方形滑槽通過(guò)其下端的螺紋與齒圈聯(lián)接，組成變量機(jī) 構(gòu)。其特征是裝于前端蓋和后端蓋的軸承之間的U形曲軸與行星齒輪的孔組成 轉(zhuǎn)動(dòng)副，由前端蓋伸出。
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，經(jīng)過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)證實(shí)當(dāng)齒圈和齒輪組成 內(nèi)嚙合并且齒圈固定時(shí)，這種嚙合相當(dāng)于齒輪的分度圓(節(jié)圓)在齒圈的分度圓 (節(jié)圓)內(nèi)周上作純滾動(dòng)。此時(shí)，齒輪分度圓上任意點(diǎn)相對(duì)于齒圈分度圓作內(nèi)擺線 運(yùn)動(dòng)。若滿足齒圈的分度圓直徑等于兩倍的行星齒輪的分度圓直徑，則行星齒 輪的分度圓上任意點(diǎn)的擺線運(yùn)動(dòng)就蛻變?yōu)橥ㄟ^(guò)齒圈的幾何中心的直線運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的關(guān)健結(jié)構(gòu)是行星齒輪兩端面上分別固結(jié)一個(gè)圓柱套，圓柱套中 心位于行星齒輪分度圓上，圓柱套內(nèi)圓直徑大于行星齒輪分度圓半徑和其孔半 徑之和。兩端面上圓柱套的中心連成的直線，通過(guò)行星齒輪中心。即沿直徑方 向。當(dāng)行星齒輪與齒圈組成嚙合時(shí)，與行星齒輪固接的套圈的運(yùn)動(dòng)為通過(guò)齒圈 的幾何中心的直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)行星齒輪分度圓(節(jié)圓)沿著齒圈分度圓(節(jié)圓)內(nèi)周滾 動(dòng)一周時(shí)，其上的套圈則沿著通過(guò)齒圈中心的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，行程為齒圈
的分度圓直徑。
作水平直線運(yùn)動(dòng)的套圈外圓周上，嵌套一個(gè)活動(dòng)的內(nèi)圓外方的驅(qū)動(dòng)滑塊， 驅(qū)動(dòng)滑塊嵌套在水平放置的柱塞孔內(nèi)，柱塞同時(shí)嵌入水平放置的兩個(gè)缸體中。 由于套圈作水平直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滑塊作水平運(yùn)動(dòng)，柱塞也作水平直線運(yùn)動(dòng)。同 時(shí)，作垂直直線運(yùn)動(dòng)的套圈外圓周，嵌套一個(gè)活動(dòng)的內(nèi)圓外方的驅(qū)動(dòng)滑塊，滑 塊嵌套在垂直放置的柱塞孔內(nèi)，柱塞同時(shí)嵌入垂直放置的兩個(gè)缸體中，由于套 圈作垂直直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滑塊作垂直運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)柱塞也作垂直直線運(yùn)動(dòng)。
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的變量結(jié)構(gòu)，對(duì)其工作原理敘述如下在齒圈的外 圓周上通過(guò)螺紋聯(lián)接長(zhǎng)方形的導(dǎo)向槽。導(dǎo)向槽內(nèi)嵌入方形滑塊，滑塊端面有一 螺孔，螺孔與一螺桿組成螺旋傳動(dòng)，螺桿端頭安裝一轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。
當(dāng)需要改變泵的流量時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄輪，通過(guò)螺旋傳動(dòng)，導(dǎo)向槽內(nèi)嵌入的方 形滑塊移動(dòng)，推動(dòng)齒圈也轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度a，從而導(dǎo)致作直線運(yùn)動(dòng)的套圈作與垂 直方向傾斜a角度的過(guò)齒圈中心的直線運(yùn)動(dòng)，而水平柱塞仍為水平直線運(yùn)動(dòng)， 而垂直柱塞仍為垂直直線運(yùn)動(dòng)，但其行程卻為h-Dsinct 。 (D為齒圈的分度圓直 徑)即缸體有效容積發(fā)生了改變，故其排量也發(fā)生了改變。
由于螺旋傳動(dòng)具有自鎖性，當(dāng)齒圈的位移角度a調(diào)定后，水平柱塞和垂直 柱塞的運(yùn)動(dòng)行程是固定的。因此，缸體有效容積是不變的，只有重新調(diào)定齒圈 的位移角度a，才可改變缸體有效容積。改變其排量。理論上講，缸體有效容 積可以由零變?yōu)樗璧淖畲笕莘e。但實(shí)際使用中，只要滿足一定的排量變化范 圍即可，因此，只要調(diào)定角度a在30度范圍內(nèi)，就可使最大容積改變?yōu)槠湟话耄?并且變量迅速、可靠、準(zhǔn)確。
本發(fā)明所得到的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，是在充分研究目前柱 塞泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用中主要存在的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷、技術(shù)問(wèn)題性能特點(diǎn)后，提
出的一種新的柱塞泵結(jié)構(gòu)，這種行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵裝置，有效 地提高了柱塞泵的使用性能，從結(jié)構(gòu)上看，它沒(méi)有滑靴、僅有滑動(dòng)摩擦副、可 調(diào)流量的變量超高壓軸向柱塞泵——其柱塞相對(duì)缸體運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)，且排液 柱塞數(shù)目減少為四個(gè)，從而保證了流量均勻；自吸油能力很強(qiáng)，無(wú)需外力供油； 泵改變流量可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄，改變內(nèi)齒圈方位轉(zhuǎn)角，引導(dǎo)滑塊行程改變， 帶動(dòng)柱塞沿軸向移動(dòng)行程改變，使缸體容積改變，達(dá)到變量目的。當(dāng)達(dá)到所需 排量時(shí)，停止手柄轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)級(jí)變量傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)自鎖。泵以調(diào)好的流量穩(wěn)定輸 出。調(diào)節(jié)手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流量減小。調(diào)節(jié)手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流量增加。 其百分值可從刻度盤上讀出。
本發(fā)明得到的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，利用轉(zhuǎn)角可調(diào)改變柱塞 行程變量；流量由零無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)范圍大；實(shí)現(xiàn)較大流量變量；只有一對(duì)摩 擦副、油泄漏小；無(wú)斜盤和滑靴；機(jī)誡效率較高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本較低。


圖1是內(nèi)擺線轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是無(wú)級(jí)變量傳動(dòng)控制示意；
圖3是行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)原理圖4是行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)主視示意圖； 圖5是行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵俯視示意圖。
其中U形曲軸l、垂直柱塞2、垂直運(yùn)動(dòng)套圈3、行星齒輪4、齒圈5、 水平運(yùn)動(dòng)套圈6、水平柱塞7、水平左缸體8、內(nèi)圓外方滑塊9、前端蓋IO、軸 承l(wèi)l、前端蓋軸承蓋12、水平右缸體13、外殼14、垂直缸體15、后端蓋16、 后端蓋軸承蓋17、導(dǎo)向滑槽18、支座19、螺桿20、長(zhǎng)方形滑槽21、帶螺孔的 滑塊22、內(nèi)螺紋的孔座23、 L形曲拐24、手柄25、進(jìn)油口26、出油口 27。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。 實(shí)施例1
如圖4、圖5所示，本實(shí)施例設(shè)計(jì)的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，
它主要包括工作部分、變量部分和外殼14，所述的工作部分包括U形曲軸1、 垂直柱塞2、垂直運(yùn)動(dòng)套圈3、行星齒輪4、齒圈5、水平運(yùn)動(dòng)套圈6和水平柱 塞7， U形曲軸1穿過(guò)行星齒輪4且能相互轉(zhuǎn)動(dòng)；行星齒輪4與齒圈5相嚙合; 行星齒輪4的前后端面上各固結(jié)一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6;兩運(yùn) 動(dòng)套圈的幾何中心位于行星齒輪4的直徑線與其分度圓的交點(diǎn)處；U形曲軸1 同時(shí)也穿過(guò)垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6的內(nèi)周；垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平 運(yùn)動(dòng)套圈6的外圓周上各松套一個(gè)內(nèi)圓外方滑塊9，內(nèi)圓外方滑塊9嵌入水平 柱塞7上作出的長(zhǎng)方形孔和垂直柱塞2上作出的長(zhǎng)方形孔中，并作相對(duì)滑動(dòng)。 其特征是水平柱塞7的兩端分別伸入其兩端所設(shè)的水平放置的水平左缸體8和 水平右缸體13中，垂直柱塞2的兩端分別伸入其兩端所設(shè)的垂直放置的兩個(gè)垂 直缸體15中；水平柱塞7與水平左缸體8和水平右缸體13之間及垂直柱塞2 與垂直缸體15組成動(dòng)配合；水平左缸體8和水平右缸體13及垂直缸體15均通 過(guò)其外圓面上的螺紋分別與外殼14上四個(gè)有內(nèi)螺紋的孔座23相聯(lián)。在此，所 述的外殼14可以是圓柱形外殼。
如圖4所示，所述的變量部分包括手柄25、 L形曲拐24、帶螺孔的滑塊22、 長(zhǎng)方形滑槽21、螺桿20和支座19，手柄25與L形曲拐24相聯(lián)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副， L形曲拐24與螺桿20相固聯(lián)，螺桿20穿入支座19的軸孔中，帶螺孔的滑塊 22與螺桿20組成螺旋傳動(dòng)，帶螺孔的滑塊22嵌入長(zhǎng)方形滑槽21中并組成移 動(dòng)副，長(zhǎng)方形滑槽21通過(guò)其下端的螺紋與齒圈5聯(lián)接，組成變量機(jī)構(gòu)。裝于前 端蓋IO和后端蓋16的軸承11之間的U形曲軸1與行星齒輪4的孔組成轉(zhuǎn)動(dòng)副， 由前端蓋10伸出。
工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄25使螺桿20轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)帶螺孔的滑塊22在長(zhǎng)方形滑槽 2I中移動(dòng)，迫使齒圈5轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度a 。此時(shí)，與行星齒輪4端面上相固結(jié)的 套圈通過(guò)松套在其外周上的內(nèi)圓外方滑塊9傳給水平柱塞7和垂直柱塞2中間 開(kāi)通的導(dǎo)向滑槽18內(nèi)分別作通過(guò)齒圈中心的與往復(fù)水平直線運(yùn)動(dòng)和往復(fù)垂直 直線運(yùn)動(dòng)方向呈a方位的直線運(yùn)動(dòng)。迫使水平柱塞7、垂直柱塞2水平位移和 垂直位移。行程均為h^Dsin(i(mm)。實(shí)現(xiàn)了排量改變。排量改變量大小△ S=D(l-sina)(mm)
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合圖示對(duì)本發(fā)明的工作原理再作進(jìn)一步 描述如圖1所示，設(shè)圓02和為導(dǎo)圓，直徑為Dw圓O為滾圓，直徑為D。 當(dāng)滾圓0沿導(dǎo)圓02圓內(nèi)周上以co角速度滾動(dòng)時(shí)，C點(diǎn)的軌跡為內(nèi)擺線。
當(dāng)滾圓O直徑滿足D二D^0.5D2，并沿導(dǎo)圓02內(nèi)圓周上以"連續(xù)做純滾 動(dòng)時(shí)，滾圓O,圓周上任意沿直經(jīng)方向上點(diǎn)A、 B在導(dǎo)圓02所在平面上的運(yùn)動(dòng) 軌跡為
A點(diǎn)內(nèi)擺線軌跡變?yōu)?x=0
y=D2cos。 (1) B點(diǎn)內(nèi)擺線軌跡變?yōu)?Y=0
X=D2cosO (2) 即滾圓O,圓周上一點(diǎn)A的軌跡為過(guò)導(dǎo)圓02中心的沿X軸方向的直線。同 理，滾圓0,圓周上另一點(diǎn)B的軌跡為過(guò)導(dǎo)圓02中心的沿Y軸方向的直線。即 A點(diǎn)和B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為互相垂直的直線。其運(yùn)行距離為導(dǎo)圓的直徑。滾圓O, 沿導(dǎo)圓02轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，A點(diǎn)和B點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次。若改變A、 B兩點(diǎn)與導(dǎo)圓的 相對(duì)接觸位置，則A、 B兩點(diǎn)的軌跡仍為過(guò)導(dǎo)圓中心02的直線。其在X與Y 方向的投影為
h= D2sin a (3) a為AB連線與Y軸的夾角。即行程隨a而改變。
經(jīng)過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)證實(shí) 一對(duì)標(biāo)淮內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，可視為行星齒輪的分度 圓凍圓)沿著齒圈的分度斷導(dǎo)圓)內(nèi)周上作純滾動(dòng)。當(dāng)齒圈的分度圓直徑等于兩 倍的行星齒輪的分度圓直徑時(shí)，行星齒輪的分度圓上各點(diǎn)的擺線運(yùn)動(dòng)軌跡，都 改變?yōu)檠刂煌瑥较?，皆通過(guò)齒圈的幾何中心的直線運(yùn)動(dòng)軌跡。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3所示，是利用上述工作原理而設(shè)計(jì)出的行星齒輪無(wú)級(jí)變 量高壓軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)原理示意。原理如下曲軸1從垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平 運(yùn)動(dòng)套圈6中穿過(guò)，同時(shí)穿入行星齒輪4中心孔中，組成轉(zhuǎn)動(dòng)副；在星齒輪4 的兩個(gè)端面上，固結(jié)有互呈18()G的垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6;垂直運(yùn) 動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6的中心位于通過(guò)行星齒輪4中心的徑向直線與分度
圓交點(diǎn)處。為防止曲軸1與垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6的運(yùn)動(dòng)干涉，垂 直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6的內(nèi)圓直徑應(yīng)大于行星齒輪4分度圓半徑和其 孔半徑之和。
當(dāng)曲軸1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6在曲軸1上的行 星齒輪4與齒圈5嚙合。行星齒輪4分度圓在齒圈5分度圓內(nèi)周上滾動(dòng)。
設(shè)行星齒輪4分度圓起始運(yùn)動(dòng)時(shí)，與齒圈5分度圓的嚙合點(diǎn)在水平方向， 即A點(diǎn)(見(jiàn)圖1)，則A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為過(guò)齒圈5的幾何中心的水平直線。該A 點(diǎn)也是行星齒輪4 一端面上固接的水平運(yùn)動(dòng)套圈6的中心點(diǎn)，故水平運(yùn)動(dòng)套圈 6的運(yùn)動(dòng)為通過(guò)齒圈5的幾何中心的水平直線運(yùn)動(dòng)。同理，B點(diǎn)是行星齒輪4 分度圓與齒圈5分度圓的嚙合點(diǎn)，在垂直方向。則B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為過(guò)齒圈5 的幾何中心的垂直直線。該B點(diǎn)也是行星齒輪4另一端面上固接的垂直運(yùn)動(dòng)套 圈3的中心點(diǎn)，故垂直運(yùn)動(dòng)套圈3的運(yùn)動(dòng)為通過(guò)齒圈的幾何中心的垂直直線運(yùn) 動(dòng)。
總之，當(dāng)行星齒輪4的分度圓沿著齒圈5的分度圓內(nèi)周滾動(dòng)一周時(shí)，其兩 端面上固結(jié)的垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6，則沿著通過(guò)齒圈中心的水平 方向和垂直方向作直線運(yùn)動(dòng)，行程為齒圈5的分度圓直徑。水平運(yùn)動(dòng)套圈6的 水平直線運(yùn)動(dòng)傳給嵌套在水平運(yùn)動(dòng)套圈6外圓周上的水平柱塞7;水平柱塞7 做水平直線運(yùn)動(dòng)；垂直運(yùn)動(dòng)套圈3的垂直直線運(yùn)動(dòng)傳給嵌套在垂直運(yùn)動(dòng)套圈3 外圓周上的垂直柱塞2，垂直柱塞2做垂直直線運(yùn)動(dòng)。
無(wú)級(jí)變量傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)如圖2所示在齒圈5內(nèi)上方安置一個(gè)長(zhǎng)方形滑 槽21，帶螺孔的滑塊22嵌在長(zhǎng)方形滑槽21中，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄25控制螺桿20 轉(zhuǎn)動(dòng)，則帶螺孔的滑塊22拖動(dòng)長(zhǎng)方形滑槽21，則齒圈5轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度a (即A、 B點(diǎn)直線軌跡與缸體的夾角a改變了)，由公式(3)可知，h便會(huì)相應(yīng)地改變。 從而實(shí)現(xiàn)缸體容積變化，排量改變。螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，且具有自鎖性能。a 根據(jù)實(shí)際情況選其范圍為0《a《45° ，由公式(3)可知， 一般情況下，h可 在(0 1/2) D,之間進(jìn)行改變。
如圖4所示行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)主視示意圖，本實(shí)施例 所描述的其主要零件行星齒輪4，齒數(shù)為Z4二25、模數(shù)2mm。齒圈5，齒數(shù)Z5 =50，模數(shù)2mm。由齒輪計(jì)算公式可求出其分度圓直徑D5=m* Z產(chǎn)IOO mmD4=m*Z4=50mm 貝lj: D5=2D4。柱塞直經(jīng)為100mm，最大行程為lOOmm，最 小行程為50mm。水平放置2個(gè)缸體，垂直放置2個(gè)缸體。 本實(shí)施例提供的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，其功能描述如下
電動(dòng)機(jī)的功率通過(guò)U型曲軸1傳給行星齒輪4，由于行星齒輪4與齒圈5 嚙合。且滿足兩者分度圓直徑相差一倍。因此，與行星齒輪4兩端面相固結(jié)的 水平運(yùn)動(dòng)套圈6和垂直運(yùn)動(dòng)套圈3，分別作通過(guò)齒圈5中心的水平直線運(yùn)動(dòng)和 垂直直線運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)行程為齒圈5分度圓直徑。當(dāng)行星齒輪4沿齒圈5轉(zhuǎn)動(dòng) 一周時(shí)，其端面上相固結(jié)的垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平運(yùn)動(dòng)套圈6分別作通過(guò)齒圈 5中心的往復(fù)水平直線運(yùn)動(dòng)和往復(fù)垂直直線運(yùn)動(dòng)一次。垂直運(yùn)動(dòng)套圈3和水平 運(yùn)動(dòng)套圈6的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)松套在其外周上的內(nèi)圓外方滑塊9傳給水平柱塞7 和垂直柱塞2中間開(kāi)通的導(dǎo)向滑槽18內(nèi)，從而驅(qū)動(dòng)水平柱塞7和垂直柱塞2在 各自的缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)從進(jìn)油口 26和出油口 27的吸液和壓液。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)U形曲軸1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星齒輪4與齒圈5相嚙合，由于滿足齒 圈5齒數(shù)分度圓直徑與行星齒輪4分度圓直徑2倍關(guān)系。故行星齒輪4分度圓 上任一點(diǎn)作過(guò)齒圈5中心的直線運(yùn)動(dòng)，其行程為齒圈5分度圓直徑。
由于垂直運(yùn)動(dòng)套圈3的中心是行星齒輪4分度圓上一點(diǎn)，故垂直運(yùn)動(dòng)套圈 3也作通過(guò)齒圈5中心的垂直方向直線運(yùn)動(dòng)，其行程也是齒圈5分度圓直徑。 同理，水平運(yùn)動(dòng)套圈6的中心也是行星齒輪4分度圓上一點(diǎn)，故水平運(yùn)動(dòng)套圈 6也作水平方向直線運(yùn)動(dòng)，其行程也為齒圈5分度圓直徑。
權(quán)利要求
1.一種行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，它主要包括工作部分、變量部分和外殼(14)，其特征是所述的工作部分包括U形曲軸(1)、垂直柱塞(2)、垂直運(yùn)動(dòng)套圈(3)、行星齒輪(4)、齒圈(5)、水平運(yùn)動(dòng)套圈(6)和水平柱塞(7)；U形曲軸(1)穿過(guò)行星齒輪(4)且能相互轉(zhuǎn)動(dòng)；行星齒輪(4)與齒圈(5)相嚙合；行星齒輪(4)的前后端面上各固結(jié)一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)套圈(3)和水平運(yùn)動(dòng)套圈(6)；兩運(yùn)動(dòng)套圈的幾何中心位于行星齒輪(4)的直徑線與其分度圓的交點(diǎn)處；U形曲軸(1)同時(shí)也穿過(guò)垂直運(yùn)動(dòng)套圈(3)和水平運(yùn)動(dòng)套圈(6)的內(nèi)周；垂直運(yùn)動(dòng)套圈(3)和水平運(yùn)動(dòng)套圈(6)的外圓周上各松套一個(gè)內(nèi)圓外方滑塊(9)，內(nèi)圓外方滑塊(9)嵌入水平柱塞(7)上作出的長(zhǎng)方形孔和垂直柱塞(2)上作出的長(zhǎng)方形孔中，并作相對(duì)滑動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，其特征是水 平柱塞(7)的兩端分別伸入其兩端所設(shè)的水平放置的水平左缸體(8)和水平右 缸體(13)中，垂直柱塞(2)的兩端分別伸入其兩端所設(shè)的垂直放置的兩個(gè)垂直 缸體(15)中；水平柱塞(7)與水平左缸體(8)和水平右缸體(13)之間及垂直 柱塞(2)與垂直缸體(15)組成動(dòng)配合；水平左缸體(8)和水平右缸體(13)及 垂直缸體(15)均通過(guò)其外圓面上的螺紋分別與外殼(14)上四個(gè)有內(nèi)螺紋的 孔座(23)相聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，其特征 是所述的變量部分包括手柄(25)、 L形曲拐(24)、帶螺孔的滑塊(22)、長(zhǎng)方 形滑槽(21)、螺桿(20)和支座(19)，手柄(25)與L形曲拐(24)相聯(lián)組成轉(zhuǎn)動(dòng)畐U， L 形曲拐(24)與螺桿(20)相固聯(lián)，螺桿(20)穿入支座(19)的軸孔中，帶螺孔的滑塊(22) 與螺桿(20)組成螺旋傳動(dòng)，帶螺孔的滑塊(22)嵌入長(zhǎng)方形滑槽(21)中并組成移動(dòng) 副，長(zhǎng)方形滑槽(21)通過(guò)其下端的螺紋與齒圈(5)聯(lián)接，組成變量機(jī)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，其特征 是裝于前端蓋(10)和后端蓋(16)的軸承(11)之間的U形曲軸(1)與行星齒 輪(4)的孔組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，由前端蓋(10)伸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，它主要包括工作部分、變量部分和外殼，所述的工作部分包括U形曲軸、垂直柱塞、垂直運(yùn)動(dòng)套圈、行星齒輪、齒圈、水平運(yùn)動(dòng)套圈和水平柱塞，行星齒輪與齒圈相嚙合；行星齒輪的前后端面上各固結(jié)一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)套圈和水平運(yùn)動(dòng)套圈；兩運(yùn)動(dòng)套圈的幾何中心位于行星齒輪的直徑線與其分度圓的交點(diǎn)處；垂直運(yùn)動(dòng)套圈和水平運(yùn)動(dòng)套圈的外圓周上各松套一個(gè)內(nèi)圓外方滑塊。本發(fā)明得到的行星齒輪無(wú)級(jí)變量高壓軸向柱塞泵，利用轉(zhuǎn)角可調(diào)改變柱塞行程變量；流量由零無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)且調(diào)節(jié)范圍大；實(shí)現(xiàn)較大流量變量；只需一對(duì)摩擦副、油泄漏??；無(wú)斜盤和滑靴；機(jī)械效率較高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本較低。
文檔編號(hào)F04B49/00GK101368553SQ200810121440
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者徐金壽, 鶯 王, 陶國(guó)清 申請(qǐng)人:浙江水利水電?？茖W(xué)校