內(nèi)嚙合齒輪泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種內(nèi)嚙合齒輪泵，其包括具有n個(gè)齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子和具有（n+1）個(gè)齒的外轉(zhuǎn)子。當(dāng)滾動(dòng)圓（12）無(wú)滑動(dòng)地沿著基圓（11）滾動(dòng)時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓根據(jù)固定點(diǎn)的軌跡繪制余擺線（T），內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓具有一組軌跡圓（13）的包絡(luò)線，其中軌跡圓（13）直徑為C且中心在余擺線上，固定點(diǎn)與滾動(dòng)圓（12）的中心僅隔開(kāi)e。外轉(zhuǎn)子的齒廓繪制成形內(nèi)轉(zhuǎn)子，并且具有在該情況下的成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的包絡(luò)，其中軌跡圓（13）的直徑為由表達(dá)式（C-t）確定的C'，成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心（OI）在直徑為2e且中心位于外轉(zhuǎn)子的中心（OO）上的圓（S）上旋轉(zhuǎn)一圈，成形內(nèi)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)1/n圈。
【專利說(shuō)明】?jī)?nèi)嚙合齒輪栗
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的內(nèi)嚙合齒輪泵，該內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓利用余擺線而形成，該外轉(zhuǎn)子的齒廓基于內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的軌跡的包絡(luò)線而形成。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種如下的內(nèi)嚙合齒輪泵，即使當(dāng)在高排出壓力下要求高容積效率時(shí)，該內(nèi)嚙合齒輪泵也能防止對(duì)齒廓精度的管理變得困難。
【背景技術(shù)】
[0002]一種將泵轉(zhuǎn)子容納在外殼的轉(zhuǎn)子室內(nèi)而構(gòu)成的內(nèi)嚙合齒輪泵用作例如用于潤(rùn)滑車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)或用于自動(dòng)變速器(AT)的油泵，該泵轉(zhuǎn)子通過(guò)將具有n個(gè)齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子和具有(n+1)個(gè)齒的外轉(zhuǎn)子相組合并且相對(duì)于彼此偏心地設(shè)置內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子而形成。
[0003]下述專利文獻(xiàn)I中披露了這種內(nèi)嚙合齒輪泵的一個(gè)實(shí)例。
[0004]在專利文獻(xiàn)I中披露的內(nèi)嚙合齒輪泵中，首先沿著離滾動(dòng)圓(其無(wú)滑動(dòng)地沿著基圓滾動(dòng))的中心的距離為e的固定點(diǎn)的軌跡繪制余擺線。然后，將中心均在余擺線上的一組軌跡圓的包絡(luò)線用作內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓。
[0005]利用內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的軌跡形成外轉(zhuǎn)子的齒廓。具體而言，內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心沿著直徑為(2e+t)且中心位于外轉(zhuǎn)子的中心上的圓旋轉(zhuǎn)一圈(e是內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的偏心量，t是在理論偏心位置處內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的齒頂間隙)，同時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)(1/n)圈。此時(shí)，將內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的包絡(luò)線用作外轉(zhuǎn)子的齒廓。
[0006]引用列表
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]PTLl:日本已審查的實(shí)用新型登記申請(qǐng)公開(kāi)N0.6-39109
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]技術(shù)問(wèn)題
[0010]在內(nèi)嚙合齒輪泵中，如果在高排出壓力下要求高容積效率，則需要減小上述齒頂間隙t。然而，為了在滿足這種需求的同時(shí)防止具有專利文獻(xiàn)I所述規(guī)格的泵中出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)故障，需要以高精度管理齒廓，以避免內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒之間發(fā)生干涉。結(jié)果，制造過(guò)程變得困難，從而影響了批量生產(chǎn)力和成本。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種如下的齒廓形成方法:即使對(duì)于在高排出壓力下要求高容積效率的泵而言，該齒廓形成方法也允許管理適合于期望齒頂間隙范圍的齒廓精度。
[0012]技術(shù)方案
[0013]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種包括具有n個(gè)齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子和具有(n+1)的齒的外轉(zhuǎn)子的內(nèi)嚙合齒輪泵。所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓是直徑均為C且中心在余擺線(T)上的一組軌跡圓(13)的包絡(luò)線，當(dāng)滾動(dòng)圓(12)無(wú)滑動(dòng)地沿著基圓(11)滾動(dòng)時(shí)，沿著離所述滾動(dòng)圓
(12)的中心的距離為e的固定點(diǎn)的軌跡繪制所述余擺線。所述外轉(zhuǎn)子的齒廓是成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的包絡(luò)線，所述包絡(luò)線通過(guò)如下方式獲得:首先繪制所述軌跡圓(13)的直徑等于由表達(dá)式(c-t)確定的C’的所述成形內(nèi)轉(zhuǎn)子，使所述成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心(O1)沿著直徑為2e且中心位于所述外轉(zhuǎn)子的中心(Otj)上的圓(S)旋轉(zhuǎn)一圈，并且在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中使所述成形內(nèi)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)1/n圈。在該情況下，e表示內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的偏心量，t表示內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的齒頂間隙。
[0014]在這種情況下，利用以下方法確定軌跡圓直徑C。具體而言，首先基于所需的規(guī)格設(shè)定外轉(zhuǎn)子的大直徑、內(nèi)轉(zhuǎn)子的小直徑和泵排量。
[0015]然后，從外轉(zhuǎn)子的大直徑和內(nèi)轉(zhuǎn)子的小直徑確定滿足所需規(guī)格所必要的基圓11的直徑A。此外，確定滿足所需泵排量而必要的內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒的數(shù)目n和內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的偏心量e。
[0016]滾動(dòng)圓的直徑B等于A/n。此外，如果滾動(dòng)圓的半徑(C/2)小于通過(guò)使?jié)L動(dòng)圓沿著基圓滾動(dòng)而繪制的余擺線T的曲率半徑P，則獲得具有平滑齒表面的內(nèi)轉(zhuǎn)子。通過(guò)選擇滿足所需規(guī)格的數(shù)值來(lái)確定軌跡圓的直徑C。
[0017]因?yàn)闈L動(dòng)圓的直徑B和軌跡圓的直徑C影響內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓，所以在考慮例如過(guò)往數(shù)據(jù)的同時(shí)選擇不過(guò)大或過(guò)小且能夠確保適當(dāng)形狀的數(shù)值。
[0018]有益效果
[0019]在現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品中:當(dāng)要基于內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的包絡(luò)線繪制外轉(zhuǎn)子的齒廓時(shí)，通過(guò)使內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心沿著直徑為(2e+t)的圓旋轉(zhuǎn)來(lái)確保齒頂間隙，這樣，由于增加到圓(內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心沿著該圓旋轉(zhuǎn))的直徑上的t的影響導(dǎo)致齒之間的間隔在靠近內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒彼此嚙合的嚙合部分是小的。齒之間的間隔朝形成于內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的齒頂間隙部分變大。
[0020]隨著齒之間的間隔變化越來(lái)越多，齒頂之間的干涉，即旋轉(zhuǎn)故障往往更容易發(fā)生。作為避免這種干擾的對(duì)策，需要嚴(yán)格管理齒廓精度。
[0021]在本發(fā)明中，利用軌跡圓直徑為C’(=C_t)的內(nèi)轉(zhuǎn)子形成外轉(zhuǎn)子的齒廓，從而確保所需的齒頂間隙t。因此，當(dāng)繪制外轉(zhuǎn)子的齒廓時(shí)，不必將t的值增加到內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心旋轉(zhuǎn)所圍繞的圓上。
[0022]用于形成外轉(zhuǎn)子的內(nèi)轉(zhuǎn)子在沿著與外轉(zhuǎn)子同心且直徑為2e的圓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)，從而繪制包絡(luò)線。將該包絡(luò)線用作外轉(zhuǎn)子的齒廓。于是，由于消除了現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中所出現(xiàn)的t的影響，所以齒之間的間隔從嚙合部分到齒頂間隙部分都不會(huì)變化。
[0023]因此，如果內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間的齒廓精度相同，則與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比，在本發(fā)明中較少會(huì)出現(xiàn)齒頂之間的干涉。因此，與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品相比，在轉(zhuǎn)子制造過(guò)程中可以更容易地管理齒廓精度。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪泵的實(shí)例的端面圖，顯示了從外殼去除蓋的狀態(tài)。
[0025]圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪泵中形成內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓的方法。
[0026]圖3示出在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪泵中形成外轉(zhuǎn)子的齒廓的方法。
【具體實(shí)施方式】[0027]下面將參考附圖1至圖3描述根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)嚙合齒輪泵的實(shí)施例。
[0028]在圖1所示的內(nèi)嚙合齒輪泵中，通過(guò)將具有n個(gè)齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子2和具有(n+1)個(gè)齒的外轉(zhuǎn)子3相組合并且使轉(zhuǎn)子2和3相對(duì)于彼此偏心地布置來(lái)形成泵轉(zhuǎn)子4。泵轉(zhuǎn)子4容納在外殼5的轉(zhuǎn)子室6中。附圖標(biāo)記O1表不內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心，附圖標(biāo)記O0表不外轉(zhuǎn)子的中心，附圖標(biāo)記e表示內(nèi)轉(zhuǎn)子2和外轉(zhuǎn)子3之間的偏心量。轉(zhuǎn)子室6的端面形成有吸入口 7和排出口 8。
[0029]基于圖2所示的方法，S卩，通過(guò)使用具有直徑A的基圓11、具有直徑B的滾動(dòng)圓12和具有直徑C的軌跡圓13來(lái)形成圖1所示的內(nèi)嚙合齒輪泵I的內(nèi)轉(zhuǎn)子2。
[0030]在圖1中，當(dāng)外轉(zhuǎn)子固定并且內(nèi)轉(zhuǎn)子移動(dòng)到在偏心軸線CL的上方位(S卩，在圖中的上方位)與外轉(zhuǎn)子接觸時(shí)，齒頂間隙t與在接觸點(diǎn)的相對(duì)側(cè)(即，接觸點(diǎn)的越過(guò)轉(zhuǎn)子中心的相對(duì)側(cè))形成于內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒之間的沿偏心軸線CL的間隔相對(duì)應(yīng)。
[0031]具體地說(shuō)，沿著離滾動(dòng)圓12 (其無(wú)滑動(dòng)地沿著基圓11滾動(dòng))的中心的距離為e的固定點(diǎn)P的軌跡繪制余擺線T。然后，將軌跡圓13的中心放置在余擺線T上，并且沿余擺線T移動(dòng)軌跡圓13。將以這種方式獲得的一組軌跡圓13的包絡(luò)線用作齒廓。
[0032]如上所述，從根據(jù)用戶的需求的限制來(lái)設(shè)定外轉(zhuǎn)子的大直徑和內(nèi)轉(zhuǎn)子的小直徑，隨后基于所設(shè)定的值確定基圓11的直徑A。此外，確定內(nèi)轉(zhuǎn)子2的齒的數(shù)目n (其滿足所需泵排量的規(guī)格)和內(nèi)轉(zhuǎn)子2與外轉(zhuǎn)子3之間的偏心量e。
[0033]另外，基于基圓直徑A和齒的數(shù)目n之間的關(guān)系(B=A/n)確定滾動(dòng)圓12的直徑B。從軌跡圓13的軌跡圓直徑C與余擺線T的曲率半徑P的關(guān)系(C/2〈P )確定軌跡圓直徑C，該余擺線T沿著滾動(dòng)圓12的固定點(diǎn)的軌跡繪制而成。
[0034]使用具有由表達(dá)式(C-t)獲得的直徑C’的軌跡圓13，并且軌跡圓13的中心位于上述余擺線T上，從而一組軌跡圓的包絡(luò)線用作用于形成外轉(zhuǎn)子的內(nèi)轉(zhuǎn)子齒廓。
[0035]由于該齒廓使用具有小于直徑C的直徑C’的軌跡圓13，所以基于該組軌跡圓13的包絡(luò)線繪制的成形內(nèi)轉(zhuǎn)子齒廓大于使用直徑為C的軌跡圓的內(nèi)轉(zhuǎn)子2的齒廓。
[0036]接下來(lái)，參考圖3，所獲得的成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心O1放置在直徑為2e且與外轉(zhuǎn)子同心的圓S上。當(dāng)使成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心O1沿著圓S旋轉(zhuǎn)時(shí)，每一轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)(1/n)圈。以這種方式獲得的成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的包絡(luò)線用作外轉(zhuǎn)子的齒廓。
[0037]利用上述方法，與現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品一樣，可以在內(nèi)轉(zhuǎn)子2和外轉(zhuǎn)子3之間產(chǎn)生所需的齒頂間隙t。
[0038]此外，這種方法消除了現(xiàn)有技術(shù)所看到的在形成外轉(zhuǎn)子的齒廓時(shí)t對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心旋轉(zhuǎn)時(shí)所圍繞的圓的直徑的影響，從而齒之間的間隙從嚙合部分到齒頂間隙部分保持不變。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品相比，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒頂之間的干涉不太可能出現(xiàn)，由此與現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品相比，有利于在轉(zhuǎn)子制造過(guò)程中管理齒廓精度。
[0039]實(shí)例I
[0040]獲得具有六個(gè)齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子，并且基于圖2所示的方法，通過(guò)使用具有42mm的直徑A的基圓11、具有7mm的直徑B的滾動(dòng)圓12和具有14_的直徑C的軌跡圓13來(lái)形成內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓。
[0041]通過(guò)使軌跡圓的直徑C’為13.94mm的內(nèi)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)，同時(shí)使內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心沿著與外轉(zhuǎn)子同心且直徑為2e的圓旋轉(zhuǎn)，獲得具有七個(gè)齒的外轉(zhuǎn)子，且基于圖3所示的方法形成該外轉(zhuǎn)子的齒廓。內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子在二者之間具有2.8mm的偏心量e的情況下彼此相組合，由此制造出泵轉(zhuǎn)子。將該泵轉(zhuǎn)子安裝到外殼中，由此獲得具有6cm3/reV理論排量的內(nèi)嚙合齒輪泵。齒頂間隙t在0.02mm和0.1Omm的范圍之間，并且齒頂間隙t的中間值設(shè)計(jì)為0.06mm。
[0042]該內(nèi)嚙合齒輪泵中的轉(zhuǎn)子的尺寸規(guī)格如下:
[0043]外轉(zhuǎn)子的大直徑:46.26mm
[0044]內(nèi)轉(zhuǎn)子的小直徑:29.4mm
[0045]偏心量e:2.8mm
[0046]對(duì)于該實(shí)例產(chǎn)品，在齒頂間隙t設(shè)定在0.02mm和0.1Omm之間的情況下，理論上需要將內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒廓精度管理在0.020mm的誤差范圍內(nèi)。
[0047]為了利用具有基于專利文獻(xiàn)I中披露的現(xiàn)有技術(shù)方法設(shè)計(jì)的齒廓的泵滿足這種需求，需要將內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒廓精度管理在0.016mm的誤差范圍內(nèi)，才能夠在不使內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒彼此干涉的情況下滿足上述要求。
[0048]相比之下，在根據(jù)本發(fā)明的泵中，能夠通過(guò)將內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的齒廓精度管理在
0.020mm的誤差范圍內(nèi)，在不使齒彼此干涉的情況下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)齒頂間隙。
[0049]附圖標(biāo)記列表
[0050]I內(nèi)嚙合齒輪泵
[0051]2內(nèi)轉(zhuǎn)子
[0052]3外轉(zhuǎn)子
[0053]4泵轉(zhuǎn)子
[0054]5 外殼
[0055]6轉(zhuǎn)子室
[0056]7 吸入 口
[0057]8 排出口
[0058]O1內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心
[0059]O。外轉(zhuǎn)子的中心
[0060]11 基圓
[0061]12滾動(dòng)圓
[0062]13軌跡圓
[0063]p滾動(dòng)圓的用于繪制余擺線的固定點(diǎn)
[0064]A基圓直徑
[0065]B滾動(dòng)圓直徑
[0066]C軌跡圓直徑
[0067]C’用于形成外轉(zhuǎn)子的內(nèi)轉(zhuǎn)子的軌跡圓直徑
[0068]T余擺線
[0069]S在外轉(zhuǎn)子齒廓形成過(guò)程中內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心旋轉(zhuǎn)所圍繞的圓
[0070]CL偏心軸線
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)嚙合齒輪泵，包括具有n個(gè)齒的內(nèi)轉(zhuǎn)子和具有(n+1)個(gè)齒的外轉(zhuǎn)子， 其中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓是直徑均為C且中心在余擺線(T)上的一組軌跡圓(13)的包絡(luò)線，當(dāng)滾動(dòng)圓(12)無(wú)滑動(dòng)地沿著基圓(11)滾動(dòng)時(shí)，沿著離所述滾動(dòng)圓(12)的中心的距離為e的固定點(diǎn)的軌跡繪制所述余擺線，并且 所述外轉(zhuǎn)子的齒廓是成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的一組齒廓曲線的包絡(luò)線，所述包絡(luò)線通過(guò)如下方式獲得:首先繪制所述軌跡圓(13)的直徑等于由表達(dá)式(C-t)確定的C’的所述成形內(nèi)轉(zhuǎn)子，使所述成形內(nèi)轉(zhuǎn)子的中心(O1)沿著直徑為2e且中心位于所述外轉(zhuǎn)子的中心(Otj)上的圓(S)旋轉(zhuǎn)一圈，并且在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中使所述成形內(nèi)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)1/n圈，e表示內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的偏心量，t表不內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的齒頂間隙。
【文檔編號(hào)】F04C2/10GK103562552SQ201280024540
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】魚(yú)住真人, 小菅敏行 申請(qǐng)人:住友電工燒結(jié)合金株式會(huì)社