[发明专利]多齿差内啮合齿轮泵

权利要求书

1.一种多齿差内啮合齿轮泵，其特征在于，多齿差内啮合齿轮泵中的内转子(1)和外转子(2)的齿廓分别是摆线和圆弧曲线，内摆线和圆弧曲线齿廓是通过以下方式生成：

设基圆(I)的半径为r₁，单位：mm；滚圆(II)的半径为r₂，单位：mm；以基圆(I)的圆心O₁为坐标原点，建立固定坐标系S_f(O₁，x_f，y_f)，并使其x_f轴通过两圆切点p；以基圆(I)的圆心O₁为坐标原点，建立活动坐标系S₁(O₁，x₁，y₁)，并使其与基圆(I)固连；以半径为L、滚圆(II)的圆心O₂为坐标原点，建立活动坐标系S₂(O₂，x₂，y₂)，并使其与滚圆(II)固连，并在其横坐标轴上选定一点C；活动坐标系S₁，S₂初始位置的x₁，x₂轴与固定坐标系S_f的x_f轴重合；令基圆(I)绕其圆心转过角度时，滚圆(II)绕其圆心转过角度，C点和活动坐标系S₂(O₂，x₂，y₂)相固连，C点的坐标为(L，0)；

1)外转子(2)齿廓曲线

以C点为圆心、R为半径作圆(III)，圆上M点在活动坐标系S₂(O₂，x₂，y₂)中的坐标为(L-Rcosθ，-Rsinθ)；在活动坐标系S₂(O₂，x₂，y₂)中，M点的轨迹为圆(III)圆(III)即是以C点为圆心、半径为R的外转子(2)齿廓曲线，其方程为：

x2=-Rcosθ+Ly2=-Rsinθ---(1)]]>

式(1)中，x₂，y₂是外转子(2)齿廓曲线的坐标，单位：mm，R为圆(III)半径，单位：mm，θ是角度，单位：rad；利用以半径为r_2a的外转子(2)的顶圆(IV)与以半径为r_2f的外转子根圆(V)与该齿廓曲线相截取，得到外转子齿廓曲线上的两段圆弧齿廓，该两段圆弧齿廓以圆心O₂改变角度2π/z₂到下一个位置，以此类推，直至形成完整的外转子(2)齿廓；

2)内转子(1)的齿廓曲线

M点在固定坐标系S_f(O₁，x_f，y_f)中的轨迹为实际啮合线，而M点在活动坐标系S₁(O₁，x₁，y₁)中的轨迹为内转子(1)的齿廓曲线，其方程为：

式(2)中，x₁，y₁是内转子(1)齿廓曲线的坐标，单位：mm，e为内转子(1)与外转子(2)的中心距，单位：mm；θ与的关系为：为内转子(1)与外转子(2)转过的角度，单位：弧度，当内转子(1)转过角度时，外转子(2)转过的角度，内转子(1)的齿廓曲线为一内摆线；利用半径为r_1a的内转子(1)的顶圆(VI)与半径为r_1f的内转子根圆(VII)与该摆线相截取，得到内转子齿上的两段摆线；该两段摆线以圆心O₁改变角度2π/z₁到下一个位置，以此类推，直至形成完整的内转子(1)齿廓；

转子腔的壳体(10)上有工作流体入口(a)和工作流体出口(b)，它们分别与转子腔部分流体连通；在转子腔壳体(10)内有垫板(4)与偏心套(16)，偏心套(16)内有可旋转的内转子(1)与外转子(2)；提供转子齿间的密封表面的非完整形状的月牙形构件(3)插在内转子(1)与外转子(2)之间，以分开转子腔内的工作流体入口(a)和工作流体出口(b)；非完整的月牙形构件(3)外形是以半径为r_2f的外转子(2)的根圆(V)与以半径为r_1a内转子(1)的顶圆(VI)相交的部分圆弧；内啮合齿轮泵中的联轴器(8)通过平键(11)和电机的动力轴(6)相连，电机提供的原动力通过联轴器(8)传给动力轴(6)；内转子(1)通过平键(15)安装在动力轴(6)上，动力轴(6)上还安装有下轴承(13)和上轴承(20)，下轴承端盖(12)与上轴承端盖(18)分别通过内六角头螺栓(7)和平头六角螺栓(17)与齿轮泵的壳体(10)连接；流体入口连接法兰(14)与流体出口连接法兰(5)通过螺栓与齿轮泵的壳体(10)连接，密封板(19)通过螺钉(21)安装在上轴承端盖(18)上。

2.如权利要求1所述的一种多齿差内啮合齿轮泵，其特征在于，齿轮泵外转子(2)齿数z₂与内转子(1)齿数z₁之差Δz＝z₂-z₁，且Δz大于1；外转子(2)齿数z₂与内转子(1)齿数z₁互为质数。