一種內(nèi)泵腔式行星齒輪油泵及馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)泵腔式行星齒輪油泵及馬達(dá)，屬機(jī)械領(lǐng)域。當(dāng)泵腔剛性連接兩個(gè)帶有軸向配油孔的行星支架并安裝行星齒輪組成旋轉(zhuǎn)體組件，齒圈與行星齒輪及泵腔3者之間形成多個(gè)齒輪油泵/馬達(dá)，各配油孔都是通往行星齒輪/密封泵腔/齒圈3者的交界地區(qū)，當(dāng)使兩個(gè)供油盤上的軸向供油孔軸向?qū)φ⒆?端腔連通處理時(shí)，對旋轉(zhuǎn)體組件而言可以抵消2供油盤的軸向液壓力，軸向供油孔適合于高壓油區(qū)；2供油盤上的各個(gè)徑向供油孔道通向軸心空腔再由油孔接頭2通向外部，適合于低壓油區(qū)，當(dāng)行星齒輪均勻排列時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的數(shù)目比不能為整數(shù)，以減少脈動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，徑向油孔與軸向油孔同時(shí)參與進(jìn)排油，形成油泵或液壓馬達(dá)，具有排量大、力矩大、體積最小、噪音極低等有點(diǎn)。
【專利說明】一種內(nèi)泵腔式行星齒輪油泵及馬達(dá)
[0001] 本發(fā)明屬機(jī)械制造領(lǐng)域：確切的講：是一種特種行星齒輪的高效變?nèi)蔟X輪泵結(jié)構(gòu) 及技術(shù)。本技術(shù)是針對目前所使用的各種機(jī)油泵/馬達(dá)所提出的改進(jìn)。
[0002] 目前雙摸齒輪變?nèi)菁夹g(shù)現(xiàn)狀：
[0003] 該類技術(shù)正處于理論研究：國內(nèi)早在2007年，廣東工業(yè)大學(xué)的碩士學(xué)位論文題 目：大排量齒輪泵的結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)化問題；隨后，2011年遼寧工程技術(shù)大學(xué)科學(xué)研究立項(xiàng) 計(jì)劃項(xiàng)目（編號：2011ZR037)課題：雙模齒輪的大排量齒輪泵的流場可視化仿真研究，成為 國家科技支持項(xiàng)目子課題（編號：2007BAF12B01)。
[0004] 上述設(shè)計(jì)的雙模數(shù)方案，與簡單增加模數(shù)措施而言，所提高齒輪泵的相同排量的 代價(jià)使之無應(yīng)用價(jià)值。
[0005] 雙摸齒輪變?nèi)菁夹g(shù)的本質(zhì)缺陷：
[0006] 技術(shù)邏輯上講：他們的研究并沒有比單模書數(shù)齒輪技術(shù)帶來多大的優(yōu)勢：所言的 排量優(yōu)勢無存，唯一的優(yōu)點(diǎn)就是減小了強(qiáng)脈動(dòng)的占空比！但是所帶來的副作用如下：由于 大模數(shù)齒的考慮擺脫困油及勻速齒合性的要求，導(dǎo)致其泵體大齒的密封性下降數(shù)倍、重量 體積幾乎未改變，由于密封性是相對更重要的指標(biāo)。
[0007] 本發(fā)明的目的是解決已有研究的不足之處：給出優(yōu)化的技術(shù)原理設(shè)計(jì)：在保持全 時(shí)域低脈動(dòng)、高位保持原單模技術(shù)下的密封性的前提下，數(shù)倍的提高排量及大大的降低噪 音，具有排量大、力矩大、體積小、噪音極低等有點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵：本油泵及馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)是由：行星支架（1)、泵腔（2)、上蓋 (3)、下蓋（4)、行星軸（5)、軸向配油孔（6)、齒圈（8)、行星軸（9)、密封圈、油孔接頭A(12)、 油孔接頭B (13)、行星齒輪（17)、行星支架軸（7)等組成；基本配合關(guān)系為，當(dāng)泵腔剛性連接 2個(gè)行星支架，在齒圈與行星齒輪及泵腔3者之間形成多個(gè)齒輪油泵，各配油孔都是通往行 星齒輪/泵腔/齒圈3者的交界地區(qū)，當(dāng)使2個(gè)供油盤上的軸向供油孔軸向?qū)φ⒆?端腔 連通處理時(shí)，對旋轉(zhuǎn)體組件（由：行星支架（1)、泵腔（2)、行星齒輪（17)及行星軸（9)連接 而成的組件，行星齒輪（17)可以繞行星軸（9)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）而言可以抵消2供油盤的軸向液 壓力，軸向供油孔適合于高壓油區(qū)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件主動(dòng)或被動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在泵腔的配合之下， 將在齒圈與行星齒輪之間形成多個(gè)同時(shí)工作的齒輪油泵。
[0009] 技術(shù)結(jié)構(gòu)特殊要求：
[0010] *為獲得較小的脈動(dòng)性，當(dāng)行星齒輪均勻分布時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的個(gè)數(shù)之 比不能為整數(shù)；當(dāng)行星齒輪非均勻分布時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的個(gè)數(shù)之比可以為整數(shù) 及非整數(shù)。
[0011] *供油方式有3種：第1種為軸向供油式（如本圖情況），泵腔上沒有直通外柱面 的油孔（甚至沒有泵腔徑向油道），單一使用行星支架上的軸向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行 星齒輪及泵腔3者的交匯區(qū)；第2種為徑向供油式，泵腔上設(shè)有直通外柱面的油孔，使泵腔 上的徑向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵腔3者的交匯區(qū)；第3種為軸徑混合供油式， 即在泵腔上設(shè)有直通內(nèi)柱面的油孔（再匯集軸心空腔（16)內(nèi)由軸心孔或軸壁孔導(dǎo)出），也 在行星支架上的軸向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵腔3者的交匯區(qū)，同時(shí)作為進(jìn)油 孔或排油孔。
[0012] *2行星支架的平衡及高壓密封設(shè)計(jì)：在第3種為軸徑混合供油式下適用，該情況 是在2行星支架上所加工的軸向油孔是相對的且聯(lián)通，另外一半的徑向油孔通往泵腔的內(nèi) 柱面并聯(lián)通導(dǎo)出，當(dāng)軸向油孔作為高壓油區(qū)時(shí)，高壓油作用在2行星支架的端面上，壓力相 對而平衡的同時(shí)減小端面間隙而減少泄漏。
[0013] *當(dāng)行星支架足夠厚時(shí)，徑向配油孔道也可以加工在行星支架上。
[0014] 所謂剛性聯(lián)接：是使用一切緊固聯(lián)接的方法使部件聯(lián)接，諸如：粘接、焊接、熔接、 螺絲固定等等。
[0015] 以下結(jié)合附圖就本發(fā)明的1個(gè)較佳實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0016] 圖1 一種內(nèi)泵腔式行星齒輪油泵及馬達(dá)原理示意圖。
[0017] 圖2 -種典型的液壓馬達(dá)外形示意圖。
[0018] 圖3旋轉(zhuǎn)體組件示意圖。
[0019] 圖4 一種典型的液壓馬達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0020] 圖示編號說明：
[0021] (1)行星支架
[0022] (2)泵腔
[0023] (3)上蓋
[0024] (4)下蓋
[0025] (5)行星軸孔
[0026] (6)軸向配油孔
[0027] (7)行星支架軸
[0028] (8)齒圈
[0029] (9)行星軸
[0030] (10)固定孔
[0031] (11)密封圈
[0032] (12)油孔接頭A
[0033] (13)油孔接頭B
[0034] (15)密封圈
[0035] (16)軸心空腔
[0036] (17)行星齒輪
[0037] (18)泵腔外柱面
[0038] (19)立而室
[0039] (20)端室
[0040] (21)泵腔行星輪柱面
[0041] 如圖1所示：
[0042] 基本原理為多行星齒輪液壓技術(shù)，2個(gè)行星支架（1)(上面的未畫出），中間夾有1 個(gè)泵腔（2)，且剛性聯(lián)接；軸向配油孔（6)加工在2個(gè)行星支架上，多個(gè)行星齒輪（17)在行 星支架軸孔的約束下可以繞行星軸（9)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0043] 因而：在泵腔外柱面（18)、泵腔行星輪柱面（21)及2個(gè)行星支架作為端板的作用 下，行星支架軸（7)攜帶泵腔、多行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒圈（8)與多個(gè)行星齒輪之間形成多個(gè) 同時(shí)工作的齒輪油泵或馬達(dá)。
[0044] (10)為固定孔。
[0045] 如圖2所示：
[0046] 該結(jié)構(gòu)為：（3)是上蓋、⑷是下蓋、（8)是齒圈、（10)是固定螺絲孔、（12)是油孔 接頭A、（13)是油孔接頭B。
[0047] 當(dāng)行星支架軸（7)主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為雙向油泵，液壓油由油孔接頭A(12)或是油孔接 頭B (13)注入時(shí)則是液壓馬達(dá)。
[0048] 如圖3所示：
[0049] 旋轉(zhuǎn)體組件是核心部件：包括剛性聯(lián)接在一起的2個(gè)行星支架、1個(gè)泵腔（2)、行星 支架軸、行星軸孔（5)約束下的多個(gè)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的行星齒輪（17)上的行星軸（9)。
[0050] 再有；（6)是軸向配油孔，（11)、（15)是密封圈，（18)是泵腔外柱面，（21)是泵腔 行星輪柱面。
[0051] 如圖3所示：
[0052] (1)為行星支架、（2)為泵腔。上蓋（3)與下蓋（4)分別和2行星支架之間形成 端室（19)及端室（20)，（6)為軸向配油孔，（7)為行星支架軸，（8)為齒圈，（9)為行星軸， (10)為固定孔，（11)及（15)為密封圈，（12)為油孔接頭A，（13)為油孔接頭B，（16)為軸 心空腔，（17)為行星齒輪，（5)為行星軸孔。
【權(quán)利要求】
1. 一種內(nèi)泵腔式行星齒輪油泵及馬達(dá)：其基本結(jié)構(gòu)是由：軸/經(jīng)向混合供油的供油盤 兼做行星支架（1)、密封泵腔（2)、上蓋（3)、下蓋（4)、行星支架軸（5)、軸向配油孔（6)、徑 向配油孔道（7)、齒圈（8)、行星軸（9)、固定螺絲（10)、密封圈、油孔接頭A(12)、油孔接頭 B(13)、軸心空腔（14)、油孔接頭支架（15)、接頭支架固定螺絲（16)、行星齒輪（17)等組成； 基本配合關(guān)系為，當(dāng)密封泵腔剛性連接2個(gè)軸/經(jīng)向混合供油的供油盤兼做行星支架，齒 圈與行星齒輪及密封泵腔3者之間形成多個(gè)齒輪油泵，各配油孔都是通往行星齒輪/密封 泵腔/齒圈3者的交界地區(qū)，當(dāng)使2個(gè)供油盤上的軸向供油孔軸向?qū)φ⒆?端腔連通處 理時(shí)，對旋轉(zhuǎn)體組件（由：軸/經(jīng)向混合供油的供油盤兼做行星支架（1)、密封泵腔（2)、行 星齒輪（17)、行星支架軸（5)及行星軸（9)連接而成的組件，行星齒輪（17)可以繞行星軸 (9)自由轉(zhuǎn)動(dòng)）而言可以抵消2供油盤的軸向液壓力，軸向供油孔適合于高壓油區(qū)；2供油 盤上的各個(gè)徑向供油孔道通向軸心空腔再由油孔接頭2通向外部，適合于低壓油區(qū)，當(dāng)行 星齒輪均勻排列時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的數(shù)目比不能為整數(shù)，以減少脈動(dòng)，基本工作原 理為：當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件旋轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪與齒圈齒合并做行星式運(yùn)動(dòng)，形成多個(gè)齒輪齒合變?nèi)?區(qū)，每一個(gè)行星齒輪與齒圈之間都形成一個(gè)獨(dú)立的齒輪油泵或馬達(dá)；徑向油孔與軸向油孔 同時(shí)參與進(jìn)排油，形成油泵或液壓馬達(dá)功能；當(dāng)外力矩使行星支架軸（5)旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸向配油 孔（6)和徑向配油孔道（7)將分別作為進(jìn)油孔及出油孔，不同的旋向?qū)Q定（6)或（7)明^ 一個(gè)作為進(jìn)油孔，并由油孔接頭A(12)或油孔接頭B(13)匯聚導(dǎo)出；當(dāng)高壓油從油孔接頭 A(12)注入，將驅(qū)使行星齒輪（17)公轉(zhuǎn)，形成液壓馬達(dá)功能，馬達(dá)的轉(zhuǎn)向取決于哪一個(gè)油孔 接頭注入高壓油；需要指出：油孔接頭A(12)通向端室（19)及端室（20)，齒圈上的軸向孔 使2個(gè)端室進(jìn)行連通，確保2個(gè)端室壓力相同，組件軸向受力相同；當(dāng)旋轉(zhuǎn)體組件主動(dòng)或被 動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在泵腔的配合之下，將在齒圈與行星齒輪之間形成多個(gè)同時(shí)工作的齒輪油泵；技 術(shù)結(jié)構(gòu)特殊要求：首先為獲得較小的脈動(dòng)性，當(dāng)行星齒輪均勻分布時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星齒 輪的個(gè)數(shù)之比不能為整數(shù)；當(dāng)行星齒輪非均勻分布時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的個(gè)數(shù)之比 可以為整數(shù)及非整數(shù)；其次：供油方式有3種：第1種為軸向供油式（如本圖情況），泵腔上 沒有直通外柱面的油孔（甚至沒有泵腔徑向油道），單一使用行星支架上的軸向油孔直通 齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵腔3者的交匯區(qū)；第2種為徑向供油式，泵腔上設(shè)有直通外柱面 的油孔，使泵腔上的徑向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵腔3者的交匯區(qū)；第3種為 軸徑混合供油式，即在泵腔上設(shè)有直通內(nèi)柱面的油孔（再匯集軸心空腔（16)內(nèi)由軸心孔或 軸壁孔導(dǎo)出），也在行星支架上的軸向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵腔3者的交匯 區(qū)，同時(shí)作為進(jìn)油孔或排油孔；再其次2行星支架的平衡及高壓密封設(shè)計(jì)：在第3種為軸徑 混合供油式下適用，該情況是在2行星支架上所加工的軸向油孔是相對的且聯(lián)通，另外一 半的徑向油孔通往泵腔的內(nèi)柱面并聯(lián)通導(dǎo)出，當(dāng)軸向油孔作為高壓油區(qū)時(shí)，高壓油作用在 2行星支架的端面上，壓力相對而平衡的同時(shí)減小端面間隙而減少泄漏；其特征就在于：使 用泵腔（2)與2行星支架（1)約束的多行星齒輪及1個(gè)太陽齒輪構(gòu)成多個(gè)齒輪油泵或馬達(dá) 構(gòu)造；配油方式分為：軸向配油式、徑向配油式及軸徑混合配油式；當(dāng)采用軸經(jīng)向混合配油 時(shí)，可以使2端室聯(lián)通而油壓相同，獲得平衡；當(dāng)行星齒輪均勻排列時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行星 齒輪的數(shù)目比不能為整數(shù)，以減少脈動(dòng)；或者是當(dāng)行星齒輪非均勻排列時(shí)，齒圈的齒數(shù)與行 星齒輪的數(shù)目比才可以為整數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1行星齒輪油泵及馬達(dá)中所述的齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的數(shù)目比不能 為整數(shù)指的是：除了不為整數(shù)外，齒圈的齒數(shù)與行星齒輪的數(shù)目的最小公倍數(shù)也可以盡量 的大，最小公倍數(shù)越大，油壓的脈動(dòng)越小。
3. 如權(quán)利要求1行星齒輪油泵及馬達(dá)中所述軸向配油方式指的是：泵腔上沒有直通外 柱面的油孔，甚至沒有泵腔徑向油道（19)，單一使用行星支架上的軸向油孔直通齒圈的齒 數(shù)與行星齒輪及泵腔3者的交匯區(qū)。
4. 如權(quán)利要求1行星齒輪油泵及馬達(dá)中所述徑向配油方式指的是：第2種為徑向配油 式，泵腔上設(shè)有直通外柱面的油孔，使泵腔上的徑向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵 腔3者的交匯區(qū)。
5. 如權(quán)利要求1行星齒輪油泵及馬達(dá)中所述軸徑向混合配油方式指的是：即在泵腔上 設(shè)有直通外柱面的油孔，也在行星支架上的軸向油孔直通齒圈的齒數(shù)與行星齒輪及泵腔3 者的交匯區(qū)，同時(shí)作為進(jìn)油孔或排油孔。
6. 如權(quán)利要求1行星齒輪油泵及馬達(dá)中所述軸向配油方式指的是：當(dāng)行星支架足夠厚 時(shí)，徑向配油孔道也可以加工在行星支架上。
【文檔編號】F04C2/10GK104100519SQ201310141264
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】吳小平, 羅天珍 申請人:吳小平, 羅天珍