[发明专利]带有轴向窜动补偿的斜齿齿轮泵及其减少磨损的方法

权利要求书

1.一种带有轴向窜动补偿的斜齿齿轮泵，包括泵盖(1)、中间体(2)和底座(3)，所述泵盖(1)、中间体(2)和底座(3)中贯穿有主动轴(4)和从动轴(5)；所述泵盖(1)和底座(3)均通过螺栓(6)与中间体(2)连接，所述中间体(2)上设置有进油口(7)和出油口(8)，所述中间体(2)内设置有相啮合的主动齿轮(9)和从动齿轮(10)，所述主动齿轮(9)连接在主动轴(4)上，所述从动齿轮(10)连接在从动轴(5)上，其特征在于：所述主动轴(4)和从动轴(5)均通过第一滚针轴承(11)转动连接在泵盖(1)中，所述主动轴(4)和从动轴(5)均通过第二滚针轴承(12)转动连接在底座(3)中，所述主动齿轮(9)与泵盖(1)之间，以及从动齿轮(10)与泵盖(1)之间均设置有第一推力球轴承(13)，所述主动齿轮(9)与底座(3)之间，以及从动齿轮(10)与底座(3)之间均设置有第二推力球轴承(14)，所述第一滚针轴承(11)与第一推力球轴承(13)之间设置有压缩弹簧(15)。

2.一种采用如权利要求1所述的带有轴向窜动补偿的斜齿齿轮泵减少磨损的方法，其特征在于：包括减少齿轮端面磨损的方法和减少齿轮轴磨损的方法，以及轴向窜动补偿方法；所述减少齿轮端面磨损的方法通过第一推力球轴承(13)和第二推力球轴承(14)实现，所述减少齿轮轴磨损的方法通过第一滚针轴承(11)和第二滚针轴承(12)实现，所述轴向窜动补偿方法通过压缩弹簧(15)实现。

3.按照权利要求2所述的带有轴向窜动补偿的斜齿齿轮泵减少磨损的方法，其特征在于，所述减少齿轮端面磨损的方法通过第一推力球轴承(13)和第二推力球轴承(14)实现的具体过程包括：在主动齿轮(9)和从动齿轮(10)转动过程中，主动齿轮(9)与泵盖(1)之间的第一推力球轴承(13)的外径小于主动齿轮(9)的小径，使得主动齿轮(9)与第一推力球轴承(13)同步转动，减少主动齿轮(9)端面与泵盖(1)端面的磨损；从动齿轮(10)与泵盖(1)之间的第一推力球轴承(13)的外径小于从动齿轮(10)的小径，使得从动齿轮(10)与第一推力球轴承(13)同步转动，减少从动齿轮(10)端面与泵盖(1)端面的磨损；主动齿轮(9)与底座(3)之间的第二推力球轴承(14)的外径小于主动齿轮(9)的小径，使得主动齿轮(9)与第二推力球轴承(14)同步转动，减少主动齿轮(9)端面与底座(3)端面的磨损；从动齿轮(10)与底座(3)之间的第二推力球轴承(14)的外径小于从动齿轮(10)的小径，使得从动齿轮(10)与第二推力球轴承(14)同步转动，减少从动齿轮(10)端面与底座(3)端面的磨损。

4.按照权利要求2所述的带有轴向窜动补偿的斜齿齿轮泵减少磨损的方法，其特征在于，所述减少齿轮轴磨损的方法的具体过程包括：在主动轴(4)和从动轴(5)转动过程中，主动轴(4)与泵盖(1)之间的第一滚针轴承(11)，以及主动轴(4)与底座(3)之间的第二滚针轴承(12)能够减少主动轴(4)的磨损量；从动轴(5)与泵盖(1)之间的第一滚针轴承(11)，以及从动轴(5)与底座(3)之间的第二滚针轴承(12)能够减少从动轴(5)的磨损量。

5.按照权利要求2所述的带有轴向窜动补偿的斜齿齿轮泵减少磨损的方法，其特征在于，所述轴向窜动补偿方法包括压缩弹簧(15)的弹簧刚度设计方法，所述弹簧刚度设计方法包括以下步骤：

步骤1、对斜齿齿轮泵的全工况过程进行划分；

步骤101、确定斜齿齿轮泵工作时的转速范围[n_a,n_b]，以及轴向窜动行程范围[X_a,X_b]；

步骤102、对转速和轴向窜动行程构成的全工况平面进行等分离散，获得全工况平面内对应的离散工况点[n_m,X_n]，其中，n_m表示为转速范围[n_a,n_b]被等分离散对应的任意转速，X_n表示轴向窜动行程范围[X_a,X_b]被等分离散对应的任意轴向窜动行程；

步骤2、获得离散工况点的轴向力；

步骤201、依次调整转速，获得不同的离散工况点的轴向力；

步骤202、根据不同的转速值测量获得不同离散工况下的工作行程；

步骤3、获取转速与平均轴向力线性回归样本点；

分别计算各工作转速相等而工作行程不同的离散工况点的轴向力，并求平均值得到系列转速与平均轴向力线性回归样本点

其中，

式中，F(n_m,X_n)表示离散工况点[n_m,X_n]对应的轴向力，f表示工作行程被等分划分的份数；

步骤4、对转速与平均轴向力进行线性拟合；

采用最小二乘法或偏最小二乘法对样本点进行线性回归，得到转速与平均轴向力的线性回归方程其中，为n_m对应的回归平均轴向力预测值，k，b为回归系数；

步骤5、根据公式设计弹簧刚度K；

式中，为转速n_b对应的回归平均轴向力预测值，为转速n_a对应的回归平均轴向力预测值。