[发明专利]用于增加的遗留容积的齿轮根部几何形状

说明书

技术领域

本公开涉及齿轮泵，并且更具体地涉及齿轮泵的齿轮几何形状。

背景技术

在过去，齿轮泵在齿轮根部会由于气蚀而受到损伤，气蚀在局部压力降低到低于流体的蒸气压力时发生。蒸气气泡的形成及其随后的萎缩可导致损伤。

发明内容

根据本公开示例性方面的一种齿轮包括齿轮根部，所述齿轮根部通过将被拉伸的根部交融到真实渐开线形状直径内的渐开线齿轮廓曲线中来限定。

根据本公开示例性方面的一种齿轮泵包括第一和第二啮合的齿轮，其具有多个齿轮根部，每个齿轮根部通过将被拉伸的根部交融到真实渐开线形状直径内的渐开线齿轮廓曲线中来限定。

根据本公开示例性方面的一种将齿轮安装在齿轮泵中的方法包括将第一齿轮与第二齿轮啮合，使得它们之间的齿轮啮合被提供有放大的遗留容积（carryover volume），所述放大的遗留容积大于标准全内圆角根部轮廓所提供的遗留容积。

附图说明

本领域技术人员将从所公开的非限制性实施例的以下详细描述中明白各种特征。该详细描述的附图可简要介绍如下：

图1是齿轮泵的示意图；

图2是到齿隙的最紧密啮合处或附近的啮合区的示意图；

图3是齿轮啮合的放大图，其示出了与标准内圆角根部相比修改的齿轮齿根部轮廓形状；

图4是修改的齿轮齿根部轮廓的放大图，其具有增加的遗留容积；

图5是修改的齿轮齿根部轮廓形状与标准内圆角根部之间的放大的最大/最小材料关系；并且

图6是修改的齿轮齿根部轮廓的放大图。

具体实施方式

图1示意性地示出了齿轮泵20，其通常是航空流体泵，可操作以泵送燃料、润滑剂或其他流体。一对啮合的直切正齿轮22A、22B平行地安装在壳体24中，壳体24具有入口26和出口（discharge）28，入口26和出口28与腔体30连通，啮合的齿轮22A、22B被接收在腔体30中。啮合的齿轮之一22A被输入轴32驱动，输入轴32从壳体24延伸以接收驱动输入，而另一个齿轮22B轴承架设在壳体24中作为惰轮并且由于与外从动齿轮22A的啮合接合而旋转。当啮合齿轮沿相反方向旋转时，相继的被捕获的流体容积被每个齿轮22A、22B从入口26携带到出口28。

齿轮22A、22B的齿轮齿34A、34B移动通过图2的啮合区，其将泵出口28和泵入口26分开。啮合区由齿轮齿34A、34B之间的接触来限定，所述接触形成了密封以防止从高压泵出口28到低压泵入口26的泄漏。当齿轮22A、22B进入啮合区时，腔体容积的减小使得流体排出，这导致流体压力升高。

参见图3，在到齿隙的最紧密啮合点处或附近（图2），齿34A、34B之间的容积处于最小值。该最小容积在本文中被称为遗留（或捕获）容积，这是因为由于其内所容纳的流体没有作为泵送流体的一部分排出到出口28而使得其内所捕获的流体被遗留从出口28回到入口26。继续旋转超过最紧密啮合最小容积点，这开始使得容积增加。于是，来自入口的流体必须流入该扩张的容积，从而流体压力降低，因为导致流动所需的能量来自静态流体压力到动态（流动）速度能量的转化。

在接近最紧密啮合最小容积点期间，流体中存在某种小程度的可压缩性，使得遗留容积实质上作为弹簧来运作，以吸收压缩能量中的一些。申请人已经确定，与标准全内圆角根部轮廓相比，遗留容积的增加会使得能量存储能量提高，从而实质上提供了更大的弹簧。也就是说，当齿轮34A、34B接近最紧密啮合最小容积点时，放大的遗留容积38减小了压力增大的速度。然后，当齿轮齿34A、34B离开最紧密啮合最小容积点时，流体中所存储的能量被释放，其由此增大了有效流体压力并且减小了从入口26流进来的流体内的压力损失。

与标准全内圆角根部轮廓相比，修改的齿轮根部几何形状提供了所期望的放大的遗留容积38，以缓和流体排出的效果。本文所限定的“标准全内圆角根部轮廓”可被认为这样的轮廓，其提供了恒定半径，其以连续弧的形式从一个齿延伸到下一个齿。正齿轮齿根部的典型几何形状是全内圆角，其正切于渐开线齿轮廓并且同时正切于根部直径。恒定半径内圆角的最低点建立了根部直径。在滚铣齿轮的情况中，当切削所述齿时，通过工具尖端所遵循的路径来产生该几何形状。对于成形磨齿，该半径形成在研磨轮的末端上。与此同时，通过研磨轮形成两个齿的相邻侧面以及它们之间的根部，该研磨轮顺应齿之间的空间的净完成轮廓。