[发明专利]平衡式行星齿轮泵或马达

说明书

本发明涉及一种行星齿轮泵或马达，更具体地是涉及一种平衡式行星齿轮泵或马达。

齿轮泵（或马达）结构简单，但齿轮所受径向液压使轮轴易弯，轴承负荷过大，是限制它的总效率及功率密度提高的主要障碍。

US3483825公开了一种齿轮泵，该齿轮泵具有与各齿轮周边啮合和与邻近齿轮各侧面及它们的相关的可移动元件设置的分开的可移动的密封元件或摩擦块以提供泵送含有高磨损杂质的流体时在比较高的容积效率传送高的输出压力的泵。但是这些泵由于有比较大的径向负荷作用在轴承上，因此总效率受到限制。

为提高齿轮泵的效率，DE3333363公开了一种行星齿轮马达，高压区是沿着行星轮对称布置的，低压区也相应对称。这样，作用于齿轮轴上的径向力就达到相互抵消的目的。但是它涉及的只是定量的平衡齿轮泵。另外该元件也只涉及高压区的对称布置使齿轮径向力相互抵消，但还没涉及对齿轮所受的机械力（如啮合力）的抵消。

本发明的目的是对现有技术的齿轮泵作进一步改进，提供一种不但对定量齿轮泵而且对无级变量齿轮泵适合的能提高总效率的平衡齿轮泵。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种齿轮泵（或马达），它包括壳体，至少一个内齿轮，至少一个外齿轮太阳轮及一个以上的外 齿轮行星轮，多个径向密封块与轴向密封侧板，这些密封元件与齿轮所围成的高液压区和低液压区围绕齿轮转轴大体上均匀分布，以使齿轮所受的径向力相互平衡，其特征是，轴向密封侧板包括一个固定侧板和一个轴向滑动侧板，侧板上液密地并可转动地装有多个内齿轮圈和外齿轮圈。分别与相应的太阳齿轮，行星齿轮和内齿轮按齿形的凹凸紧密地配合并可随相配合的齿轮一起转动，装在轴向滑动侧板上的内外齿圈可随滑动侧板一起轴向移动，固定侧板则固定在壳体上，行星齿轮相对于内齿轮和太阳齿轮是可轴向滑动的。

最好，在轴向密封侧板上的内齿圈和外齿圈与相配合的齿轮形成的齿间隙间镶有弹性材料的齿形密封圈。

最好，围绕齿轮的高液压区可设计成略偏离均匀分布的位置，其对齿轮的包角也可以是不一致的，使得这些高压区对齿轮产生的液压力能抵消齿轮所受到的其它径向的机械作用力。

本发明的其它优点，特点通过下面伴随附图对实施例的详细说明会更加清楚，附图中：

图1是本发明平衡式行星齿轮泵的一个示意图;

图2是本发明平衡式行星齿轮泵的另一个实施例的示意图;

图3a-3e是本发明实现无级变量的平衡式行星齿轮泵的示意图。其中图3a是一个轴向剖视图;图3b是沿图3a的A-A线的剖视图;图3c是图3a的右视图;图3d是图3a的左视图的下部局部视图;图3a说明补偿轴向间隙的一种方式。为表示清楚起见，图中一些次要细节省略了。

如示意图图1所示，标号1～4代表4只相互啮合的齿轮，径向密封由其两端与齿顶液密贴合的径向密封块（以下简称径密块）5～7 完成。按图示齿轮转向，点阴影区为高液压区，高、低压液体均经完成轴向密封的侧板（图1未示出）上的轴向通口流出、流入，构成3个等效外齿轮泵。标号8代表外壳。对于齿轮2、3，高压区绕其转轴均匀分布，所受径向液压相互抵消。齿轮1、4仍受单向液压。显然，串联啮合的齿轮越多，齿轮组承受的总的平均径向液压越低。因此，进一步地使用内齿轮使啮合的齿轮系统封闭，此方法可得到径向压力完全平衡的齿轮泵。

象示意图图2那样，标号10代表内齿轮，9代表外齿轮太阳轮，11～14代表4只匀布的外齿轮行星轮，15～22代表8个径密块，构成8个等效泵。按图示齿轮转向，点阴影区为高压区。侧板及开于其上的高、低压油通口图中未标出。由于作用于每一齿轮轮齿上之高压区都是围绕齿轮转轴均匀分布的，故每一齿轮都是径向液压平衡的。调整齿轮周遭高压区的分布及其对齿轮的包角的大小，也可以有意地实现径向液压力不平衡，以使径向液压力的合压所具有的指向和大小恰能抵消齿轮、轮轴及轴承所受其它机械作用力，如啮合力，负荷中的径向推力等等，可使轴承负荷等于零。如何分析其分布及包角一定的高压区的液压对齿轮产生的径向合力的大小及指向，进而进行相应的设计。属于传统力学及公知技术的范畴，这里不赘述。行星轮的数量视需要与可能确定，数量为n时，等效泵数量为2n，可大幅度提高功率密度。