[发明专利]内啮合齿廓副

说明书

技术领域

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

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

本发明目的在于提供一种内啮合齿廓副，解决现有内啮合齿轮副存在由于设计参数少，通常只能设计成对称齿廓的内啮合泵的问题。

本发明另一个目的在于提供上述内啮合齿廓副的设计方法。

本发明技术方案如下：

内啮合齿廓副，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。

上述内啮合齿廓副的设计方法是，先在极坐标中确定构成外齿轮单个齿廓的满足一阶连续要求的依次由直线段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；然后将其转换到直角坐标系中，使对应的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。

本发明的特点还在于：

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k₅；

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=r_b+H(θ₁≤θ≤θ₂)，式中：r_b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：

k2=(θ2-θ1)α;]]>

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：

r=H×cos(θ-θ2θ3-θ2×180)+rb;]]>

定义齿廓对称系数