CN118407915A - 一种转子型内啮合双向齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子型内啮合双向齿轮泵，包括一对内啮合的主动齿轮和从动齿轮，该主动齿轮靠近前法兰的一端带有中心轴，该中心轴穿过前法兰与前法兰另一端的电机轴或其他设备传动轴相连接；该从动齿轮远离前法兰的一端依次设有芯轴、换向月牙轴、后端盖；其特点是：还设有止动机构，该止动机构由后端盖的后端盖止动块、以及换向月牙轴的转向定位块组成。本发明通过设计换向月牙轴的四个部分和后端盖止动块的有机结合，使得油泵在换向前和换向后，都能产生一个从进油孔到出油孔的推力，由此满足了正反转同向吸油的要求。本发明采用内啮合的一对齿轮组实现了正反转同向吸油的目标，不需要额外配套阀体结构等复杂结构，结构简单，性价比高。

Description

一种转子型内啮合双向齿轮泵

技术领域

本发明属于机械技术及液压技术领域，尤其涉及一种转子型内啮合双向齿轮泵。

背景技术

机械泵作为流体液压及工业生产技术领域中的基本备件，与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。对保证齿轮箱润滑系统质量、提高设备整体运行稳定性、促进工业技术的发展都具有重要作用。尤其是在国内外基础工业技术飞速发展的今天，泵的革新与发展显得尤为重要。

传统外啮合齿轮泵结构简单，主动齿轮的旋转方向决定着泵的进出口油液流向，有些齿轮泵则设计成无法反转的结构。这种齿轮泵在电机驱动时，可能由于装配人员错接电机接线导致电机带泵反转，轻则导致油液逆流，严重则会损坏油泵或配套设备，造成重大生命或财产损失。且大部分齿轮箱润滑系统，齿轮不会一直朝一个方向旋转，传统外啮合齿轮泵无法适用于该情况。外啮合双向齿轮泵需要配套的阀体结构才能满足正反转同向吸油的情况，阀块整体结构较复杂。

总之，传统外啮合齿轮泵存在的问题是：1)传统外啮合齿轮泵被设计成无法反转的结构，当突然遇到电机非正常反转时，会严重损坏油泵或配套设备；2)如果将外啮合双向齿轮泵改造成双向齿轮泵，并且保持外啮合的齿轮双向运动时，进油孔和出油孔的位置不变，需要配套阀体结构等复杂结构才能满足正反转同向吸油的情况。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提出一种转子型内啮合双向齿轮泵，第一目的在于解决传统外啮合齿轮泵被设计成无法反转的结构，当突然遇到电机非正常反转时，会严重损坏油泵或配套设备；第二目的在于解决如果将外啮合双向齿轮泵改造成双向齿轮泵，并且保持外啮合的齿轮双向运动时，进油孔和出油孔的位置不变，需要配套阀体结构等复杂的结构才能满足正反转同向吸油的问题。

本发明为解决其技术问题提出以下技术方案：

一种转子型内啮合双向齿轮泵，包括一对内啮合的主动齿轮(2)和从动齿轮(3)，该主动齿轮(2)靠近前法兰(1)的一端带有中心轴，该中心轴穿过前法兰(1)与前法兰(1)另一端的电机轴或其他设备传动轴相连接；该从动齿轮(3)远离前法兰(1)的一端依次设有芯轴(4)、换向月牙轴(5)、后端盖(6)；该从动齿轮(3)套装在芯轴(4)上并与芯轴(4)为间隙配合；该芯轴(4)内嵌在换向月牙轴(5)内，与换向月牙轴(5)为过盈配合；该换向月牙轴(5)内嵌到后端盖(6)内，与后端盖(6)为间隙配合；该从动齿轮(3)内嵌在主动齿轮(2)中，和主动齿轮(2)形成内啮合齿轮传动；该主动齿轮(2)内嵌在前法兰(1)中，其外表面与前法兰(1)的内表面相配合；该前法兰(1)的外表面180度对称设有进油孔和出油孔，其特点是：

还设有止动机构，该止动机构由后端盖的后端盖止动块(6-1)、以及换向月牙轴(5)的转向定位块(5-3)组成；具体为：该后端盖(6)的内壁上，设有一对向后端盖轴中心线凸起的上下对称的后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)，该后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)朝向后端盖轴中心的一侧分别为平面；该换向月牙轴(5)两端不同心，一端连接后端盖(6)，另一端连接芯轴(4)，中间为扇形转向定位块(5-1)；该扇形转向定位块(5-1)两个侧平面分别与后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)的两个侧平面相匹配。

进一步地，所述换向月牙轴(5)包括四个部分：主轴(5-1)、芯轴安装孔(5-2)、转向定位块(5-3)、月牙板(5-4)，其中，主轴(5-1)和芯轴安装孔(5-2)非同心，当主动齿轮(2)带动从动齿轮(3)沿着主轴(5-1)中心点转动时，偏向力带动芯轴(4)一起转动，芯轴(4)转动又带动换向月牙轴(5)整体转动。

进一步地，所述转向定位块(5-1)两个侧平面分别与后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)的两个侧平面相匹配，具体为：当换向月牙轴(5)在主动齿轮(2)的带动下，围绕主轴(5-1)整体顺时针转动180度时，扇形转向定位块(5-1)的一个扇形侧平面与后端盖下止动块(6-1-2)的侧平面相抵接，当换向月牙轴(5)在主动齿轮带动下，围绕主轴(5-1)整体逆时针转动180度时，扇形转向定位块(5-1)的一个扇形侧面与后端盖上止动块(6-1-1)的侧平面相抵接。

进一步地，当主动齿轮(2)带动从动齿轮(3)沿着主轴(5-1)中心点顺时针转动或者逆时针转动过程中，扇形转向定位块(5-1)被后端盖上止动块(6-1-1)或后端盖下止动块(6-1-2)的侧平面挡住时，主动齿轮(2)不再带动从动齿轮(3)围绕主轴(5-1)中心点转动，主动齿轮(2)继续带动从动齿轮(3)沿着芯轴安装孔(5-2)的中心点转动。

进一步地，该换向月牙轴(5)在芯轴安装孔(5-2)的一侧还设有月牙板(5-4)，该月牙板(5-4)用于主动齿轮(2)和从动齿轮(3)相互啮合时，啮合位置的另一侧被月牙板隔开。

进一步地，所述啮合位置的另一侧被月牙板隔开，即是：该月牙板(5-4)套装在从动齿轮(3)的外侧并内嵌在主动齿轮(2)的内侧，其长度与从动齿轮(3)的长度相配合，该月牙板用于实现主动齿轮(2)和从动齿轮(3)之间的密封。

进一步地，当主动齿轮(2)逆时针方向转动时，由于月牙板(5-4)受到一个逆时针方向的力，月牙板(5-4)沿着逆时针方向转动180度到过圆心垂直方向的下端点停止，此时，换向月牙轴(5)的转向定位块(5-3)被后端盖下止动块(6-1-2)挡住；当主动齿轮(2)顺时针方向转动时，由于月牙板(5-4)受到一个顺时针方向的力，月牙板(5-4)沿着顺时针方向转动180度到过圆心垂直方向的上端点停止，此时，换向月牙轴5的转向定位块(5-3)被后端盖上止动块(6-1-1)挡住。

进一步地，当主动齿轮(2)逆时针方向转动时，主动齿轮(2)和从动齿轮(3)的啮合点在过圆心垂直方向的上端点，当主动齿轮(2)顺时针方向转动时，主动齿轮(2)和从动齿轮(3)的啮合点在过圆心垂直方向的下端点。

本发明的优点效果

1、本发明通过设计换向月牙轴5的四个部分(主轴5-1、芯轴安装孔5-2、转向定位块5-3、月牙板5-4)和后端盖止动块6-1的有机结合，使得油泵在换向前和换向后，都能产生一个从进油孔到出油孔的推力，由此满足了正反转同向吸油的要求。

2、本发明采用内啮合的一对齿轮组实现了正反转同向吸油的目标，相比外啮合的齿轮组，不需要额外配套阀体结构等复杂结构，结构简单，性价比高。

附图说明

图1为本发明一种转子型内啮合双向齿轮泵爆炸图；

图2为本发明转子型内啮合双向齿轮泵的后端盖侧视图；

图3为本发明转子型内啮合双向齿轮泵的换向月牙轴第一视角图；

图4为本发明转子型内啮合双向齿轮泵的换向月牙轴第二视角图；

图5为本发明油泵顺时针方向旋转油泵结构图，左图为前端方向结构图，右图为后端方向结构图；

图6为本发明油泵逆时针方向旋转油泵结构图，左图为前端方向结构图，右图为后端方向结构图；

图中，1：前法兰；1-1：双列调心滚子轴承；1-2:圆柱滚子轴承；1-3：轴承防尘挡圈；1-4：半月键；2：主动齿轮；3：从动齿轮；4：从动齿轮芯轴；5：换向月牙轴；5-1：主轴；5-2：芯轴安装孔；5-3：转向定位块；5-4：月牙板；6：后端盖：6-1：后端盖止动块；6-1-1：后端盖上止动块；6-1-2：后端盖下止动块。

具体实施方式

本发明设计原理

1、油泵正反转同向吸油的设计原理。第一，内啮合齿轮一定是偏心齿轮；第二、吸油孔之所以能够吸油，是因为一对偏心齿轮沿着顺时针方向或者逆时针方向运动过程中，啮合点是不断移动的，啮合点移动过程中产生一个从进油孔到出油孔的推力。本发明的任务就是不论当前油泵正向旋转还是反向旋转，都保持啮合点移动过程中产生的推力方向是从进油孔到出油孔的方向。在本发明实施例当中，当逆时针转动时，如图5所示，月牙板5-4在下，主动齿轮2和从动齿轮3相互啮合的啮合点在上，随着啮合点沿着逆时针移动，产生一个从进油孔到出油孔方向的力，因此将油推进吸油孔中；当顺时针转动时，如图6所示，月牙板(5-4)在上，主动齿轮2和从动齿轮3相互啮合的啮合点在下，随着啮合点沿着顺时针移动，在移动过程中依然产生一个从进油孔到出油孔方向的力，因此将油推进吸油孔中；

总结：之所以能够做到正向反向同向吸油，是因为换向时，一对齿轮的啮合点变化了180度，当逆时针转动时，啮合点在上，当顺时针转动时，啮合点在下；啮合点在上时，是从最上端开始沿着逆时针方向给进油孔一个推力，啮合点在下时，是从最下端开始沿着顺时针方向进油孔一个推力。最终的结果都是在进油孔和出油孔的地方给出一个从左向右的力。如果啮合点不是变化180度而是变化360度，也就是正转和反转时啮合点没有变化，例如，逆时针转动时啮合点在上，当顺时针旋转时，如果啮合点还是在上，那顺时针转动时啮合点首先遇到的是出油孔，就会把油推进出油孔，此时，出油孔变成了进油孔，就不能做到正向反向同向吸油。因此，做到正向反向同向吸油的根本原因是啮合点发生了180度的变化。

2、换向月牙轴的设计原理：换向月牙轴5包括四个部分：主轴5-1，芯轴安装孔5-2，转向定位块5-3，月牙板5-4；①主轴5-1的设计原理：如图3所示，主轴5-1和芯轴安装孔5-2是非同心的，当油泵换向时，主动齿轮2带动从动齿轮3围绕主轴5-1转动，此时芯轴4受到了偏向力，芯轴4也一起转动，由于芯轴4和换向月牙轴5是紧配合，芯轴4转动则换向月牙轴5也整体转动。当换向月牙轴5的转向定位块5-3围绕主轴5-1逆时针或者顺时针转动到180度时，转向定位块5-3被后端盖6上的后端盖上止动块6-1-1或者后端盖下止动块(6-1-2)锁住，此时，主动齿轮2和动齿轮3不再围绕主轴5-1转动，只是围绕芯轴4转动(此时芯轴脱离了偏向力芯轴不再转动)。②芯轴安装孔5-2的设计原理：芯轴安装孔5-2用于安装芯轴4，芯轴4和芯轴安装孔5-2是紧配合，芯轴4转动时，带动换向月牙轴5整体转动，芯轴4的转动只是发生在油泵反方向运动时，这个时候主动齿轮2和主轴5-1是同心的，和芯轴4是非同心的，偏向力可以带动芯轴4转动，一旦偏向力消失了，也就是转向定位块5-3被锁住了，芯轴4不再转动，此时，主动齿轮2和从动齿轮3只是围绕芯轴4转动。③转向定位块5-3和月牙板5-4的设计原理：当转向定位块5-3被锁定在0度或者180度时，月牙板5-4也同时被锁定在0度或者180度，当月牙板5-4被锁定在0度或者180度的位置时，才能将主动齿轮2和从动齿轮3之间非啮合的地方密封住，只有将非啮合的地方密封住，才能最大限度地使得油泵的油沿着进油孔到出油孔的方向流出。

基于以上原理，本发明设计了一种转子型内啮合双向齿轮泵，如图1所示，包括一对内啮合的主动齿轮2和从动齿轮3，该主动齿轮2靠近前法兰1的一端带有中心轴，该中心轴穿过前法兰1与前法兰1另一端的电机轴或其他设备传动轴相连接；该从动齿轮3远离前法兰1的一端依次设有芯轴4、换向月牙轴5、后端盖6；该从动齿轮3套装在芯轴4上并与芯轴4为间隙配合；该芯轴4内嵌在换向月牙轴5内，与换向月牙轴5为过盈配合；该换向月牙轴5内嵌到后端盖6内，与后端盖6为间隙配合；该从动齿轮3内嵌在主动齿轮2中，和主动齿轮2形成内啮合齿轮传动；该主动齿轮2内嵌在前法兰1中，其外表面与前法兰1的内表面相配合；该前法兰1的外表面180度对称设有进油孔和出油孔，其特征在于：

还设有止动机构，该止动机构由后端盖的后端盖止动块6-1、以及换向月牙轴5的转向定位块5-3组成；具体为：该后端盖6的内壁上，设有一对向后端盖轴中心线凸起的上下对称的后端盖上止动块6-1-1和后端盖下止动块6-1-2，该后端盖上止动块6-1-1和后端盖下止动块6-1-2朝向后端盖轴中心的一侧分别为平面；该换向月牙轴5两端不同心，一端连接后端盖6，另一端连接芯轴4，中间为扇形转向定位块5-1；该扇形转向定位块5-1两个侧平面分别与后端盖上止动块6-1-1和后端盖下止动块6-1-2的两个侧平面相匹配。

进一步地，所述换向月牙轴5包括四个部分：主轴5-1、芯轴安装孔5-2、转向定位块5-3、月牙板5-4，其中，主轴5-1和芯轴安装孔5-2非同心，当主动齿轮2带动从动齿轮3沿着主轴5-1中心点转动时，偏向力带动芯轴4一起转动，芯轴4转动又带动换向月牙轴5整体转动。

进一步地，所述转向定位块5-1两个侧平面分别与后端盖上止动块6-1-1和后端盖下止动块6-1-2的两个侧平面相匹配，具体为：当换向月牙轴5在主动齿轮2的带动下，围绕主轴5-1整体顺时针转动180度时，扇形转向定位块5-1的一个扇形侧平面与后端盖下止动块6-1-2的侧平面相抵接，当换向月牙轴5在主动齿轮带动下，围绕主轴5-1整体逆时针转动180度时，扇形转向定位块5-1的一个扇形侧面与后端盖上止动块6-1-1的侧平面相抵接。

进一步地，当主动齿轮2带动从动齿轮3沿着主轴5-1中心点顺时针转动或者逆时针转动过程中，扇形转向定位块5-1被后端盖上止动块6-1-1或后端盖下止动块6-1-2的侧平面挡住时，主动齿轮2不再带动从动齿轮3围绕主轴5-1中心点转动，主动齿轮2继续带动从动齿轮3沿着芯轴安装孔5-2的中心点转动。

进一步地，该换向月牙轴5在芯轴安装孔5-2的一侧还设有月牙板5-4，该月牙板5-4用于主动齿轮2和从动齿轮3相互啮合时，啮合位置的另一侧被月牙板隔开。

进一步地，所述啮合位置的另一侧被月牙板隔开，即是：该月牙板5-4套装在从动齿轮3的外侧并内嵌在主动齿轮2的内侧，其长度与从动齿轮3的长度相配合，该月牙板用于实现主动齿轮2和从动齿轮3之间的密封。

进一步地，当主动齿轮2逆时针方向转动时，由于月牙板5-4受到一个逆时针方向的力，月牙板5-4沿着逆时针方向转动180度到过圆心垂直方向的下端点停止，此时，换向月牙轴5的转向定位块5-3被后端盖下止动块6-1-2挡住；当主动齿轮2顺时针方向转动时，由于月牙板5-4受到一个顺时针方向的力，月牙板5-4沿着顺时针方向转动180度到过圆心垂直方向的上端点停止，此时，换向月牙轴5的转向定位块5-3被后端盖上止动块6-1-1挡住。

进一步地，当主动齿轮2逆时针方向转动时，主动齿轮2和从动齿轮3的啮合点在过圆心垂直方向的上端点，当主动齿轮2顺时针方向转动时，主动齿轮2和从动齿轮3的啮合点在过圆心垂直方向的下端点。

需要强调的是，上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对上述实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种转子型内啮合双向齿轮泵，包括一对内啮合的主动齿轮(2)和从动齿轮(3)，该主动齿轮(2)靠近前法兰(1)的一端带有中心轴，该中心轴穿过前法兰(1)与前法兰(1)另一端的电机轴或其他设备传动轴相连接；该从动齿轮(3)远离前法兰(1)的一端依次设有芯轴(4)、换向月牙轴(5)、后端盖(6)；该从动齿轮(3)套装在芯轴(4)上并与芯轴(4)为间隙配合；该芯轴(4)内嵌在换向月牙轴(5)内，与换向月牙轴(5)为过盈配合；该换向月牙轴(5)内嵌到后端盖(6)内，与后端盖(6)为间隙配合；该从动齿轮(3)内嵌在主动齿轮(2)中，和主动齿轮(2)形成内啮合齿轮传动；该主动齿轮(2)内嵌在前法兰(1)中，其外表面与前法兰(1)的内表面相配合；该前法兰(1)的外表面180度对称设有进油孔和出油孔，其特征在于：

还设有止动机构，该止动机构由后端盖的后端盖止动块(6-1)、以及换向月牙轴(5)的转向定位块(5-3)组成；具体为：该后端盖(6)的内壁上，设有一对向后端盖轴中心线凸起的上下对称的后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)，该后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)朝向后端盖轴中心的一侧分别为平面；该换向月牙轴(5)两端不同心，一端连接后端盖(6)，另一端连接芯轴(4)，中间为扇形转向定位块(5-1)；该扇形转向定位块(5-1)两个侧平面分别与后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)的两个侧平面相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：所述换向月牙轴(5)包括四个部分：主轴(5-1)、芯轴安装孔(5-2)、转向定位块(5-3)、月牙板(5-4)，其中，主轴(5-1)和芯轴安装孔(5-2)非同心，当主动齿轮(2)带动从动齿轮(3)沿着主轴(5-1)中心点转动时，偏向力带动芯轴(4)一起转动，芯轴(4)转动又带动换向月牙轴(5)整体转动。

3.根据权利要求1所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：所述转向定位块(5-1)两个侧平面分别与后端盖上止动块(6-1-1)和后端盖下止动块(6-1-2)的两个侧平面相匹配，具体为：当换向月牙轴(5)在主动齿轮(2)的带动下，围绕主轴(5-1)整体顺时针转动180度时，扇形转向定位块(5-1)的一个扇形侧平面与后端盖下止动块(6-1-2)的侧平面相抵接，当换向月牙轴(5)在主动齿轮带动下，围绕主轴(5-1)整体逆时针转动180度时，扇形转向定位块(5-1)的一个扇形侧面与后端盖上止动块(6-1-1)的侧平面相抵接。

4.根据权利要求1所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：当主动齿轮(2)带动从动齿轮(3)沿着主轴(5-1)中心点顺时针转动或者逆时针转动过程中，扇形转向定位块(5-1)被后端盖上止动块(6-1-1)或后端盖下止动块(6-1-2)的侧平面挡住时，主动齿轮(2)不再带动从动齿轮(3)围绕主轴(5-1)中心点转动，主动齿轮(2)继续带动从动齿轮(3)沿着芯轴安装孔(5-2)的中心点转动。

5.根据权利要求1所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：该换向月牙轴(5)在芯轴安装孔(5-2)的一侧还设有月牙板(5-4)，该月牙板(5-4)用于主动齿轮(2)和从动齿轮(3)相互啮合时，啮合位置的另一侧被月牙板隔开。

6.根据权利要求5所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：所述啮合位置的另一侧被月牙板隔开，即是：该月牙板(5-4)套装在从动齿轮(3)的外侧并内嵌在主动齿轮(2)的内侧，其长度与从动齿轮(3)的长度相配合，该月牙板用于实现主动齿轮(2)和从动齿轮(3)之间的密封。

7.根据权利要求5所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：当主动齿轮(2)逆时针方向转动时，由于月牙板(5-4)受到一个逆时针方向的力，月牙板(5-4)沿着逆时针方向转动180度到过圆心垂直方向的下端点停止，此时，换向月牙轴(5)的转向定位块(5-3)被后端盖下止动块(6-1-2)挡住；当主动齿轮(2)顺时针方向转动时，由于月牙板(5-4)受到一个顺时针方向的力，月牙板(5-4)沿着顺时针方向转动180度到过圆心垂直方向的上端点停止，此时，换向月牙轴5的转向定位块(5-3)被后端盖上止动块(6-1-1)挡住。

8.根据权利要求5所述的一种转子型内啮合双向齿轮泵，其特征在于：当主动齿轮(2)逆时针方向转动时，主动齿轮(2)和从动齿轮(3)的啮合点在过圆心垂直方向的上端点，当主动齿轮(2)顺时针方向转动时，主动齿轮(2)和从动齿轮(3)的啮合点在过圆心垂直方向的下端点。