内啮合齿廓副.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103089963A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103089963103089963A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201310031195.1(22)申请日2013.01.28(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人张广鹏魏伟锋康宁(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人李娜(51)Int.Cl.F16H55/08(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称内啮合齿廓副(57)摘要一种内啮合齿廓副，外齿轮单个齿廓由在极坐标中依次满足一阶连续的直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II的余弦基复合曲线构成，与外齿轮单个齿廓对应的内齿轮的单个共轭齿廓通过啮合原理得到，形成共轭齿廓副；完整共轭齿廓副为内齿轮、外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数均布得到。本发明采用先在极坐标中依次确定满足一阶连续构成外齿轮单个齿廓的直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II；然后将其转换到直角坐标系中，再由单个齿廓按照啮合原理得到与其共轭的内齿轮上对应的单个齿廓，形成单个的共轭齿廓副；最后将内、外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数进行均布得到完整的共轭齿廓副。CN103089963ACN103896ACN103089963A权利要求书1/2页1.内啮合齿廓副，其特征在于，外齿轮单个齿廓在极坐标中依次由满足一阶连续的直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II组成的余弦基复合曲线构成，与外齿轮单个齿廓对应的内齿轮的单个共轭齿廓通过啮合原理得到，形成共轭齿廓副；完整共轭齿廓副为内齿轮、外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数均布得到。2.如权利要求1所述内啮合齿廓副的设计方法，其特征在于，先在极坐标中确定外齿轮单个齿廓，其依次由满足一阶连续的直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II组成的余弦基复合曲线构成；然后将其转换到直角坐标系中，使对应外齿轮的单个齿廓依次由齿根圆弧、余弦曲线I变换曲线、齿顶圆弧、余弦曲线II变换曲线构成；再由直角坐标系中的单个齿廓按照啮合原理得到与其共轭的内齿轮上对应的单个齿廓，形成单个的共轭齿廓副；最后将内、外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数进行均布得到由内齿轮齿廓和外齿轮齿廓组成的完整的共轭齿廓副。3.如权利要求2所述的内啮合齿廓副的设计方法，其特征在于：所述单个齿廓的设计参数包括内齿轮齿数z2、外齿轮齿数z1、模数m、齿廓半齿高系数k1、齿根圆弧弧长系数k2、齿廓对称系数k3、余弦曲线平移系数k4和齿顶圆弧弧长系数机；外齿轮单个齿廓的角度范围为其中，直线段I的起止角度分别为θ1，θ2，其方程为：r=rb+H(θ1≤θ≤θ2)，式中：rb为余弦曲线的平均值，H为余弦型曲线的幅值；定义齿廓半齿高系数定义齿根圆弧弧长系数k2由直线段I的起止点得到：余弦曲线I的起止点角度分别为θ2，θ3，余弦曲线I的方程为：定义齿廓对称系数定义余弦曲线平移系数直线段II的起止角度分别为θ3，θ4，其方程为：r=rb-H(θ3≤θ≤θ4)；齿顶圆弧弧长系数k5由直线段II的起止点得到：余弦曲线II的起止点角度分别为θ4、θ5,余弦曲线II的方程为：式中，θ5满足θ5-81=α。4.如权利要求3所述的内啮合齿廓副的设计方法，其特征在于，所述齿廓半齿高系数k1的取值范围为0≤k1≤1.5；所述齿根圆弧弧长系数k2的取值范围为0≤k2≤0.8；所述齿廓对称系数k3的取值范围为0.2≤k3≤0.8；所述余弦曲线平移系数k4的取值范围2CN103089963A权利要求书2/2页为0.5≤k4≤2；所述齿顶圆弧弧长系数k5的取值范围为0≤k5≤0.8；所述内齿轮齿数z2和外齿轮齿数z1均为正整数且满足：z2-z1≥1，z1≥2，在极坐标系中θ1可以为任意实数，外齿轮单个齿廓角度范围α满足：θ5-θ1=α=360/z1。3CN103089963A说明书1/5页内啮合齿廓副技术领域[0001]该发明属于机械工程领域，尤其涉及一种流体机械领域的内啮合齿廓副。背景技术[0002]齿轮泵主要有外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种，内啮合齿轮泵具有结构紧凑、相对滑动率小、寿命长，流量脉动小、噪音低、高速下容积效率高等优点而获得广泛应用。内啮合泵的核心部件是一对具有共轭齿廓的内、外啮合齿轮副，其齿廓副设计合理与否将直接影响着泵性能。目前内啮合齿轮泵主要有渐开线类内啮合泵、摆线类内啮合泵及直线共轭齿廓内啮合泵等。其共同的设计方法一般是在直角坐标系中直接设计齿廓副，这种齿廓副设计方法由于设计参数少，通常只能设计成对称齿廓的内啮合泵。发明内容[0003]本发明