專利名稱：內(nèi)齒輪泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降噪聲內(nèi)齒輪泵，所述內(nèi)齒輪泵包括具有由光滑曲線形成的齒頂和由內(nèi)擺線形成的齒根的內(nèi)齒輪。
背景技術(shù)：
公開的日本專利申請?zhí)乇砥?1-811935公開了一種致力于降低噪聲、提高了機(jī)構(gòu)效率并增加了泵的壽命的內(nèi)齒輪泵。
圖11示出了在11-811935中公開的內(nèi)齒輪泵的輪齒的外形。所述泵結(jié)合了具有由外擺線形成的齒頂和由內(nèi)擺線形成的齒根的內(nèi)齒輪(齒廓由虛線表示)和具有由內(nèi)擺線形成的齒頂和由外擺線形成的齒根的外齒輪(其齒廓以實線表示)。外齒輪的齒根的外擺線輪廓fh1由第一形成圓re1上的一點的軌跡形成，所述第一形成圓外接節(jié)圓P并從起始點zO開始在節(jié)圓P上沒有滑動地滾動。內(nèi)齒輪齒頂?shù)耐鈹[線輪廓fh2由第二形成圓re2上的一點的軌跡形成，所述第二形成圓外接節(jié)圓P并從起始點zO’開始在節(jié)圓P上沒有滑動地滾動。外齒輪的齒頂?shù)膬?nèi)擺線輪廓fr1由第三形成圓rh1上的一點的軌跡形成，所述第三形成圓內(nèi)接節(jié)圓P并從起始點zO開始在節(jié)圓P上沒有滑動地滾動。內(nèi)齒輪齒根的內(nèi)擺線輪廓fr2由第四形成圓rh2上的一點的軌跡形成，所述第四形成圓內(nèi)接節(jié)圓P并從起始點zO’開始在節(jié)圓P上沒有滑動地滾動。形成圓re1、re2、rh1、rh2具有不同的直徑。在外齒輪的齒頂和相應(yīng)的內(nèi)齒輪的齒根之間的間隙CR等于第三和第四形成圓rh1和rh2的直徑之間的差。在外齒輪的齒根和相應(yīng)的內(nèi)齒輪的齒頂之間的間隙CR’等于第一和第二形成圓re1和re2的直徑之間的差。當(dāng)內(nèi)外齒輪之間的偏心量為“e”時，在兩個齒輪最緊密地互鎖的位置處兩個齒輪之間的間隙幾乎等于在兩個齒輪最松弛地互鎖的位置處兩個齒輪之間的間隙。
在內(nèi)齒輪泵的外齒輪和內(nèi)齒輪之間需要具有能夠使齒輪平滑地轉(zhuǎn)動的間隙。在Tokuhyouhei 11-811935中公開的泵中，通過在第一和第二形成圓re1和re2之間以及在第三和第四形成圓rh1和rh2之間提供直徑差來形成間隙。在這種情況下，當(dāng)內(nèi)齒輪在嚙合部位被壓靠在外齒輪上時，在內(nèi)齒輪的齒和相對的外齒輪的齒之間存在最小的間隙。下文中，該最小的間隙被稱作“齒輪間間隙”，包括在權(quán)利要求部分中的表述。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)泵啟動時，在嚙合部位處齒輪間間隙從零點急劇地增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)齒輪泵，其中消除了齒輪間間隙的急劇改變以進(jìn)一步地減小噪聲。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供以下的內(nèi)齒輪泵來實現(xiàn)上述目的。所述內(nèi)齒輪泵包括(a)具有由光滑曲線形成的齒頂和由內(nèi)擺線形成的齒根的內(nèi)齒輪；和(b)外齒輪。
外齒輪的齒廓由下述步驟予以確定。
(b1)內(nèi)齒輪的中心繞著外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以形成具有2e+t的直徑的圓形，其中“e”是內(nèi)齒輪的中心和外齒輪的中心之間的偏心量，“e”是在外齒輪和壓在外齒輪上的內(nèi)齒輪之間的齒輪間間隙的最大值；(b2)內(nèi)齒輪繞其軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心沿圓形軌道轉(zhuǎn)一圈，其中“n”是內(nèi)齒輪的齒數(shù)；(b3)畫出由內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)所形成的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線；和(b4)利用所述包絡(luò)線作為外齒輪的齒廓。
上述形成內(nèi)齒輪的齒頂?shù)墓饣€可以是外擺線，或者，當(dāng)橢圓的主軸線水平地設(shè)置時，可以是構(gòu)成所述橢圓的上半部的主要部分的曲線。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種下述內(nèi)齒輪泵。所述內(nèi)齒輪泵包括
(a)具有由光滑曲線形成的齒頂和由內(nèi)擺線形成的齒根的內(nèi)齒輪；和(b)外齒輪。形成齒頂?shù)墓饣€通過以下步驟被修改(在以下的說明中，對“e”、“t”和“n”采用與上述相同的定義，并且下文中也采用相同的定義)。
(a1a)試驗內(nèi)齒輪的中心繞著試驗外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以形成直徑為2e+t的圓形。
(a1b)試驗內(nèi)齒輪繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心沿圓形軌道轉(zhuǎn)一圈。
(a1c)畫出由試驗內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)所形成的試驗內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線；(a1d)利用所述包絡(luò)線作為試驗外齒輪的齒廓；(a1e)利用試驗內(nèi)和外齒輪的齒廓，確定閉合泵室所需要的齒面尾端在試驗內(nèi)齒輪齒頂中的位置。
所述齒面具有位于齒頂頂部處的前端。
(a1f)確定試驗內(nèi)齒輪和試驗外齒輪嚙合處的齒嚙合點的位置。
(a1g)將位于從上述尾端到齒嚙合點的位置處的另一個齒面的位置變換到形成原始齒廓的曲線內(nèi)部的位置。
(a1h)位置被修改之后的齒廓被用作內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓。
在上述的描述中，齒嚙合點是內(nèi)齒輪的齒面中最接近內(nèi)齒輪齒頂?shù)捻敹说狞c，當(dāng)內(nèi)齒輪迫使外齒輪旋轉(zhuǎn)時，所述內(nèi)齒輪的齒面被壓在外齒輪上以對外齒輪施加旋轉(zhuǎn)力。
外齒輪的齒廓由下述步驟確定。
(b1)內(nèi)齒輪的中心繞著外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以形成具有2e+t的直徑的圓形，所述內(nèi)齒輪的齒頂具有通過上述步驟最終確定的齒廓，所述外齒輪的齒廓將被最終確定。
(b2)內(nèi)齒輪繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心沿圓形軌道轉(zhuǎn)一圈。
(b3)畫出由內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)所形成的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線。
(b4)所述包絡(luò)線被用作外齒輪的齒廓。
上述形成內(nèi)齒輪的齒頂?shù)墓饣€可以是外擺線，或者，當(dāng)橢圓的主軸線水平地設(shè)置時，可以是構(gòu)成所述橢圓的上半部的主要部分的曲線。
如上所述，外齒輪的齒廓通過以下步驟形成。內(nèi)齒輪在具有2e+t的直徑的圓上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動一圈時，它在自己的軸線上旋轉(zhuǎn)1/n次。這一操作產(chǎn)生一組內(nèi)齒輪的齒廓線。所述一組齒廓線的包絡(luò)線被用于形成外齒輪的齒廓。這樣，齒輪間間隙從零逐漸地增加到最大間隙，所述最大間隙在外齒輪的齒頂?shù)捻敳亢蛢?nèi)齒輪齒頂?shù)捻敳恐g產(chǎn)生。換句話說，在轉(zhuǎn)動期間兩個齒輪之間的相對移動量是很小的。結(jié)果，兩個齒輪平滑地移動，只產(chǎn)生受抑制的振動。因此，與傳統(tǒng)的泵相比，泵的操作噪聲可減小。減小的振動增加了泵的壽命。
作為本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了下述內(nèi)齒輪泵。所述泵具有內(nèi)齒輪，其齒廓通過以下步驟被修改。由試驗內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)所形成的試驗內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線被用作試驗外齒輪的齒廓。使用試驗內(nèi)齒輪和試驗外齒輪的齒廓確定用于改變內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X面的位置。所述泵具有外齒輪，利用齒面的位置被修改的內(nèi)齒輪通過與上述步驟相同的步驟形成外齒輪的齒廓。當(dāng)泵操作時，泵抑制內(nèi)齒輪和外齒輪的齒在非嚙合部位相互碰撞。結(jié)果，泵進(jìn)一步減小了噪聲。


圖1是本發(fā)明的泵的實施例的簡圖，其中泵的蓋被除去。
圖2是示出了當(dāng)內(nèi)齒輪在自身的軸線上旋轉(zhuǎn)的同時轉(zhuǎn)動時其齒廓的變換的示意圖。
圖3是示出了由內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線形成的外齒輪的齒廓的示意圖。
圖4是放大視圖，示出了本發(fā)明的外齒輪的齒廓和現(xiàn)有技術(shù)的外齒輪的齒廓之間的差別。
圖5A是示出了具有本發(fā)明的齒廓的泵的齒輪間間隙的變換的例子的示意圖；圖5B是示出了所述變換的另一個例子的示意圖。
圖6A是示出了具有現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的泵的齒輪間間隙的變換的例子的示意圖；圖6B是示出了所述變換的另一個例子的示意圖。
圖7A是示出了當(dāng)齒輪在一定的條件下轉(zhuǎn)動時，具有本發(fā)明的齒廓的泵的情況下的振動波形的圖表，并且，作為對照，圖7B是示出了當(dāng)齒輪在與圖7A相同的條件下轉(zhuǎn)動時，具有現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的泵的振動波形的圖表。
圖8A是示出了當(dāng)齒輪在另外的條件下轉(zhuǎn)動時，具有本發(fā)明的齒廓的泵的情況下的振動波形的圖表，并且，作為對照，圖8B是示出了當(dāng)齒輪在與圖8A相同的條件下轉(zhuǎn)動時，具有現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的泵的振動波形的圖表。
圖9A是示出了當(dāng)齒輪在又一另外條件下轉(zhuǎn)動時，具有本發(fā)明的齒廓的泵的情況下的振動波形的圖表，并且，作為對照，圖9B是示出了當(dāng)齒輪在與圖9A相同的條件下轉(zhuǎn)動時，具有現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的泵的振動波形的圖表。
圖10A是示出了當(dāng)齒輪在又一另外的條件下轉(zhuǎn)動時，具有本發(fā)明的齒廓的泵的情況下的振動波形的圖表，并且，作為對照，圖10B是示出了當(dāng)齒輪在與圖10A相同的條件下轉(zhuǎn)動時，具有現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的泵的振動波形的圖表。
圖11示出了形成現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)齒輪泵的輪齒的齒廓的方法。
圖12是示出了具有由構(gòu)成橢圓的上半部的主要部分的曲線形成的齒頂?shù)膬?nèi)齒輪的齒廓的示意圖，其中示出了被修改前的齒面。
圖13是示出了具有由構(gòu)成橢圓的上半部的主要部分的曲線形成的齒頂?shù)膬?nèi)齒輪的齒廓的示意圖，其中示出了修改后的齒面。
圖14是示出了齒面在兩個位置處被修改的內(nèi)齒輪的齒廓的示意圖，一個位置位于當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時形成齒頂?shù)那€的中心之前，另一個位置在所述中心之后。
圖15A是示出了在齒面被修改之前的齒輪間間隙變換的例子的示意圖，圖15B是示出了所述變換的另一個例子的示意圖。
圖16A是示出了在齒面被修改之后的齒輪間間隙變換的例子的示意圖，圖16B是示出了所述變換的另一個例子的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1-3說明本發(fā)明的一個實施例。如圖1所示，內(nèi)齒輪泵10包括齒數(shù)為“n”的內(nèi)齒輪1，齒數(shù)為“n+1”的外齒輪2，以及容納兩個齒輪的泵殼3。泵殼3設(shè)置有吸入口4和輸送口5。
在泵10中，內(nèi)齒輪1是主動齒輪，外齒輪2是從動齒輪。內(nèi)齒輪1具有旋轉(zhuǎn)中心Oi，外齒輪2具有旋轉(zhuǎn)中心Oo。中心Oi和Oo彼此偏心，偏心量為“e”。
內(nèi)齒輪1具有參照圖11描述的齒廓。更具體而言，齒頂具有由形成圓re2上的一點的軌跡形成的外擺線齒廓，所述形成圓re2外接節(jié)圓P并在所述圓上滾動。齒根具有由形成圓rh2上的一點的軌跡形成的內(nèi)擺線的輪廓，所述形成圓rh2內(nèi)接節(jié)圓P并在所述圓上滾動。
另一方面，外齒輪2具有由圖2和圖3所示的方法確定的齒廓。如圖2所示，內(nèi)齒輪1的中心Oi繞外齒輪2的中心旋轉(zhuǎn)，以便形成直徑為2e+t的圓S，其中“t”是在外齒輪2和壓緊在外齒輪2上的內(nèi)齒輪1之間的齒輪間間隙的最大值(參見圖5A和6A)。
當(dāng)內(nèi)齒輪1的中心Oi在圓形軌道S上轉(zhuǎn)一圈時，內(nèi)齒輪1繞其軸線旋轉(zhuǎn)1/n次((360/n)度)。圖2中交替的長短虛線示出了在以下位置處的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線，在所述位置時，內(nèi)齒輪1的中心Oi繞著外齒輪的中心Oo轉(zhuǎn)動θ度的角度從而變換到點Oi’，同時內(nèi)齒輪1繞自己的軸線轉(zhuǎn)動(θ/n)度。如圖3所示，隨著伴隨自轉(zhuǎn)的繞轉(zhuǎn)，齒廓曲線發(fā)生變化。齒廓曲線組具有包絡(luò)線6，其用于形成外齒輪2的齒廓。
圖4是放大視圖，示出了由參照圖2和3說明的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線所形成的本發(fā)明的外齒輪與通過參照圖11說明的方法形成的現(xiàn)有技術(shù)的外齒輪的齒廓之間的差別。在圖4中，實線示出了本發(fā)明的泵的齒廓，虛線示出了現(xiàn)有技術(shù)的泵的輪廓。兩個齒廓在齒頂和齒根的分界線附近彼此明顯地不同。
圖5A和5B示出了當(dāng)分別具有以下特征的內(nèi)齒輪和外齒輪組合時的本發(fā)明的泵的齒輪間間隙的變換內(nèi)齒輪齒數(shù)10節(jié)圓直徑62.00(單位是mm，下文中的單位也是mm)。
外擺線形成圓直徑3.10內(nèi)擺線形成圓直徑3.10外齒輪齒數(shù)11兩個齒輪之間的偏心量3.10齒輪間間隙的最大值0.12圖6A和6B示出了具有由參照圖11所說明的方法形成的齒廓的現(xiàn)有技術(shù)的泵的齒輪間間隙的變換。所述泵具有以下特征內(nèi)齒輪齒數(shù)10節(jié)圓直徑62.00(單位是mm，下文中的單位也是mm)。
外擺線形成圓直徑3.10內(nèi)擺線形成圓直徑3.10外齒輪齒數(shù)11節(jié)圓直徑68.20外擺線形成圓直徑3.04內(nèi)擺線形成圓直徑3.16兩個齒輪間的偏心量3.10圖5A和6A示出的例子中，零齒輪間間隙的位置出現(xiàn)在內(nèi)齒輪1的齒頂?shù)捻敳颗c外齒輪2的齒根的底部重合的位置處。圖5B和6B示出的例子中，零齒輪間間隙的位置出現(xiàn)在內(nèi)齒輪1的齒根的底部與外齒輪2的齒頂?shù)捻敳恐睾系奈恢锰帯?br> 在現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的情況下，如圖6A所示，齒輪間間隙按下列順序變化0→0.114→0.118→0.118→0.120→0.120(單位為mm，下文采用同樣的單位)。在圖6B中，齒輪間間隙按下列順序變化0→0.105→0.116→0.117→0.120→0.120。在兩種情況下，齒輪間間隙從零急劇地增加。
作為對照，利用本發(fā)明的齒廓，如圖5A所示，齒輪間間隙按下列順序變化0→0.045→0.075→0.099→0.115→0.120。在圖5B中，齒輪間間隙按下列順序變化0→0.029→0.060→0.088→0.108→0.118。在兩種情況下，齒輪間間隙的變化和緩。
圖7A至圖10B示出了測量結(jié)果以比較具有本發(fā)明的齒廓的泵的性能和具有現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的泵的性能。所述結(jié)果通過齒輪旋轉(zhuǎn)時在泵中的振動的波形來表示。圖7A至圖10A示出了對于本發(fā)明的齒廓的波形，圖7B至10B示出了現(xiàn)有技術(shù)的齒廓的波形。用于比較試驗的泵結(jié)合了具有10個齒的內(nèi)齒輪1和具有11個齒的外齒輪2，它們的齒廓在圖5A-6B中示出。
圖7A和7B示出了在以下條件下的試驗結(jié)果油溫40℃，輸送壓0.3Mpa，以及轉(zhuǎn)數(shù)3,000rpm。
圖8A和8B示出了在以下條件下的試驗結(jié)果油溫40℃，輸送壓0.4Mpa，以及轉(zhuǎn)數(shù)3,000rpm。
圖9A和9B示出了在以下條件下的試驗結(jié)果油溫100℃，輸送壓0.3Mpa，以及轉(zhuǎn)數(shù)3,000rpm。
圖10A和10B示出了在以下條件下的試驗結(jié)果油溫100℃，輸送壓0.4Mpa，以及轉(zhuǎn)數(shù)3,000rpm。
從這些結(jié)果可看出，具有本發(fā)明的齒廓的泵在這些條件中的任何一種下都產(chǎn)生較小的振動。隨著振動的減小，產(chǎn)生的噪聲減小，并且泵的壽命增加。
如上所述，本發(fā)明的前述結(jié)構(gòu)消除了齒輪間間隙的急劇變化，從而來源于急劇的間隙變化的噪聲可以被抑制。然而，齒輪間間隙從零逐漸地增加到最大間隙，所述最大間隙在外齒輪齒頂?shù)捻敳亢蛢?nèi)齒輪齒頂?shù)捻敳恐g產(chǎn)生。結(jié)果，內(nèi)外齒輪的齒會在非嚙合部位互相碰撞，特別是在齒輪間間隙較小的部位。這樣的碰撞有可能成為新的噪聲源。
因此，本發(fā)明還提出了一種抑制由于齒在非嚙合部位的碰撞(下文稱作撞擊)所導(dǎo)致的噪聲的方法。該方法即使是在內(nèi)齒輪具有除擺線以外的齒廓時也是有效的。
所述抑制齒在非嚙合部位撞擊的方法通過以下參照具體的例子來說明。圖12示出了內(nèi)齒輪1的齒廓。該齒廓具有由構(gòu)成橢圓的上半部的主要部分的曲線形成的齒頂7，所述橢圓的主軸水平地設(shè)置；以及由形成圓rh(內(nèi)部滾動圓)(直徑B)產(chǎn)生的內(nèi)擺線曲線所形成的齒根8，所述形成圓rh內(nèi)接節(jié)圓P(基圓P)(直徑A)并無滑動地在節(jié)圓P上滾動。齒頂7的曲線是中心對稱的，它的一端在節(jié)圓P上的點C處連接到齒根87的曲線的尾端，其另一端在節(jié)圓P上的點D處連接到齒根8的曲線的起始端。
當(dāng)內(nèi)齒輪具有如圖12所示的齒廓時，外齒輪的齒廓通過以下步驟形成。如參照圖2和3所述，內(nèi)齒輪的中心繞著外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以便形成具有直徑2e+t的圓。當(dāng)內(nèi)齒輪的中心在圓形軌道上轉(zhuǎn)一圈時，內(nèi)齒輪繞其自身的軸線轉(zhuǎn)1/n次。這種操作產(chǎn)生了內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線。當(dāng)該組齒廓曲線的包絡(luò)線被用于形成外齒輪的齒廓時，使處于零和最大間隙(所述最大間隙由外齒輪的齒頂?shù)捻敳亢蛢?nèi)齒輪的齒頂?shù)捻敳慨a(chǎn)生)之間的某些非嚙合部位處的齒輪間間隙略寬于最初的最大間隙。
結(jié)果，源于齒輪間間隙的急劇變化所產(chǎn)生的噪聲可被抑制。另外，內(nèi)和外齒輪的齒的撞擊也可得到抑制，這是由于在零間隙和由兩個頂部產(chǎn)生的最大間隙之間的非嚙合部位處的齒輪間間隙增大了。然而，外齒輪與泵殼之間具有滑動間隙。因此，外齒輪的中心傾向于在旋轉(zhuǎn)期間振蕩。如果振蕩的大小大于在某些非嚙合部位處的齒輪間間隙，兩個齒輪的齒的撞擊不能得到充分地抑制。
為了進(jìn)一步防止前述的齒撞擊，采用以下的設(shè)置方式。如圖13所示，點F被確定為閉合泵室所需要的齒面7a的尾端。點G被確定為齒嚙合點。存在于點F至點G之間的齒面7c的位置被修改到如實線所示的位置，所述位置位于由長短交替虛線所標(biāo)明的原始橢圓曲線的內(nèi)側(cè)。位置被修改以后的齒廓被用作內(nèi)齒輪的齒廓。在圖13中，點E是齒頂?shù)捻敳?，點G和D分別是嚙合外齒輪所必需的齒面7b的前端和尾端。從圖13中可以看出，位置被修改的齒面7c具有比原始橢圓曲線大的曲率半徑。然而，所述曲率半徑并不限于圖13所示的一個。
上述內(nèi)齒輪的齒廓修改以及與齒廓被修改后的內(nèi)齒輪相組合的外齒輪的齒廓的隨后確定是通過以下的步驟來執(zhí)行的。
首先，利用由試驗內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)形成的試驗內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線來形成試驗外齒輪的齒廓。以下說明這種形成方法。
齒廓未修改的試驗內(nèi)齒輪圍繞試驗外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以便形成具有2e+t的直徑的圓。當(dāng)試驗內(nèi)齒輪的中心繞圓形軌道轉(zhuǎn)一圈時，試驗內(nèi)齒輪繞自身的軸線轉(zhuǎn)1/n次。這一操作產(chǎn)生一組試驗內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線。該組齒廓曲線的包絡(luò)線被用于確定試驗外齒輪的齒廓。
接著，試驗內(nèi)和外齒輪的齒廓被用于確定閉合泵室所必需的內(nèi)齒輪的內(nèi)面7a的尾端的位置(在圖12-14中所述位置用點F標(biāo)明)。
通過將處于從該尾端位置(點F)到齒嚙合點(圖12-14中的點G)的位置處的齒面7c變換到形成原始齒廓的曲線內(nèi)側(cè)的位置來進(jìn)行齒面7c的位置改變。位置被改變之后的齒廓被用于內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓。
隨后，齒頂具有最后確定的齒廓的內(nèi)齒輪的中心繞著將要被最終確定齒廓的外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以便形成直徑為2e+t的圓形。在內(nèi)齒輪繞圓形軌道轉(zhuǎn)一圈的同時，其繞自身軸線旋轉(zhuǎn)1/n次。這一操作產(chǎn)生內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線。該組齒廓曲線的包絡(luò)線被用于最終確定外齒輪的齒廓。
齒面7c的位置改變在兩個位置中的至少一個位置處執(zhí)行一個位置是當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時形成齒頂7的曲線的中心的前面，另一個位置是在所述中心的后面。圖14示出的情況中，修改在兩個位置處進(jìn)行。
閉合泵室所需要的齒面7a的尾端位置F根據(jù)泵室與吸入口和輸送口分開的位置而改變。有兩種分開的方法一種方法是在泵室到達(dá)最大容量時的位置處將泵室從吸入口和輸送口分開，另一種方法是，在泵室的容量開始從最大值減小時將泵室從吸入口和輸送口分開。齒面7a在后一種情況中比在前一種情況中具有更小的區(qū)域。
圖15A和15B示出了在內(nèi)齒輪的齒廓被修改以前泵的齒輪間間隙的變換。圖16A和16B示出了在內(nèi)齒輪的齒廓被修改以后泵的齒輪間間隙的變換。
使用具有以下特征的內(nèi)和外齒輪進(jìn)行所述變換的測量內(nèi)齒輪齒數(shù)10齒頂圓直徑68.20節(jié)距圓直徑62.00
用于形成齒頂?shù)臋E圓半短軸4.17655，半長軸4.91633用于形成齒根的內(nèi)擺線形成圓直徑3.10修改后的齒面的曲率半徑5.3外齒輪齒數(shù)11在兩個齒輪之間的偏心量3.10齒輪間間隙的最大值0.12在圖15A和16A示出的例子中，零間隙的位置出現(xiàn)在內(nèi)齒輪齒頂?shù)捻敳颗c外齒輪齒根的底部重合的位置處。在圖15B和16B示出的例子中，零間隙的位置出現(xiàn)在內(nèi)齒輪齒根的底部與外齒輪齒頂?shù)捻敳恐睾系奈恢锰帯?br> 在齒廓未被修改以前的情況中，如圖15A所示，齒輪間間隙按以下順序變化0→0.013→0.106→0.148→0.136→0.122→0.120。如圖15B所示，齒輪間間隙按以下順序變化0→0.052→0.137→0.144→0.128→0.120。
作為比較，利用修改后的齒廓，如圖16A所示，齒輪間間隙按以下順序變化0→0.013→0.114→0.238→0.210→0.120→0.120。如圖16B所示，齒輪間間隙按以下順序變化0→0.050→0.194→0.239→0.163→0.121。從這些數(shù)據(jù)可以看出，在嚙合部位的間隙和在兩個頂部之間的最大間隙部位處的齒輪間間隙與圖15A和15B示出的數(shù)據(jù)相比只有微不足道的差別。然而，在其它部位處的齒輪間間隙與圖15A和15B所示的間隙相比相當(dāng)大。因此，修改后的齒廓不僅可防止齒輪間間隙從嚙合部位中的零間隙急劇地增加(伴隨噪聲的產(chǎn)生)，而且可抑制在非嚙合部位的輪齒撞擊(伴隨噪聲的產(chǎn)生)。
在上述的實施例中，內(nèi)齒輪的齒頂?shù)凝X廓由構(gòu)成橢圓上半部分的主要部分的曲線形成。然而，該齒廓并不限于所述類型?？墒褂萌魏尉哂泄饣€的齒廓，諸如外擺線曲線、余擺線或樣條(spline)曲線。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)齒輪泵，包括(a)具有由光滑曲線形成的齒頂和由內(nèi)擺線形成的齒根的內(nèi)齒輪；和(b)具有由以下步驟確定的齒廓的外齒輪(b1)內(nèi)齒輪的中心繞著外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以形成具有2e+t的直徑的圓形，其中“e”是內(nèi)齒輪的中心和外齒輪的中心之間的偏心量，“e”是在外齒輪和壓在外齒輪上的內(nèi)齒輪之間的齒輪間間隙的最大值；(b2)內(nèi)齒輪繞其軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心沿圓形軌道轉(zhuǎn)一圈，其中“n”是內(nèi)齒輪的齒數(shù)；(b3)畫出由內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)所形成的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線；和(b4)利用所述包絡(luò)線作為外齒輪的齒廓(下文中的“e”、“t”和“n”采用相同的定義)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒輪泵，其特征在于，所述形成內(nèi)齒輪齒頂?shù)墓饣€是外擺線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒輪泵，其特征在于，所述形成內(nèi)齒輪齒頂?shù)墓饣€是在橢圓的主軸水平地設(shè)置時構(gòu)成橢圓的上半部的主要部分的曲線。
4.一種內(nèi)齒輪泵，包括(a)內(nèi)齒輪，所述內(nèi)齒輪具有(a1)由通過以下步驟被修改的光滑曲線形成的齒頂(a1a)試驗內(nèi)齒輪的中心繞著試驗外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以形成直徑為2e+t的圓形；(a1b)試驗內(nèi)齒輪繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心沿圓形軌道轉(zhuǎn)一圈；(a1c)畫出由試驗內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)所形成的試驗內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線；(a1d)利用所述包絡(luò)線作為試驗外齒輪的齒廓；(a1e)利用試驗內(nèi)和外齒輪的齒廓，確定閉合泵室所需要的齒面尾端在試驗內(nèi)齒輪齒頂中的位置；所述齒面具有位于齒頂頂部處的前端；(a1f)確定試驗內(nèi)齒輪和試驗外齒輪嚙合處的齒嚙合點的位置；(a1g)將位于從上述尾端到齒嚙合點的位置處的另一個齒面的位置變換到形成原始齒廓的曲線內(nèi)側(cè)的位置；(a1h)利用位置被修改之后的齒廓作內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓；和(a2)由內(nèi)擺線形成的齒根；和(b)具有由以下步驟確定的齒廓的外齒輪(b1)內(nèi)齒輪的中心繞著外齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，以形成具有2e+t的直徑的圓形，所述內(nèi)齒輪的齒頂具有通過上述步驟最終確定的齒廓，所述外齒輪的齒廓將被最終確定；(b2)內(nèi)齒輪繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心沿圓形軌道轉(zhuǎn)一圈；(b3)畫出由內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)所形成的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線；和(b4)利用所述包絡(luò)線作為外齒輪的齒廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)齒輪泵，其特征在于，所述形成內(nèi)齒輪齒頂?shù)墓饣€是外擺線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)齒輪泵，其特征在于，所述形成內(nèi)齒輪齒頂?shù)墓饣€是在橢圓的主軸水平地設(shè)置時構(gòu)成橢圓的上半部的主要部分的曲線。
全文摘要
一種降噪音內(nèi)齒輪泵，包括具有由光滑曲線形成的齒頂和由內(nèi)擺線形成的齒根的內(nèi)齒輪。外齒輪的齒廓由以下步驟確定。內(nèi)齒輪(1)的中心Oi繞著外齒輪的中心Oo旋轉(zhuǎn)，以形成具有直徑2e+t的圓形S，其中“e”是內(nèi)外齒輪之間的偏心量，“t”是在外齒輪和壓緊在外齒輪上的內(nèi)齒輪之間的間隙的最大值。內(nèi)齒輪(1)繞其軸線旋轉(zhuǎn)1/n次，同時其中心Oi沿圓形軌道S轉(zhuǎn)一圈，其中“n”是內(nèi)齒輪的齒數(shù)。由內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)所形成的內(nèi)齒輪的一組齒廓曲線的包絡(luò)線被用作外齒輪的齒廓。
文檔編號F04C2/00GK1532403SQ20041003000
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者緒方大介, 干直樹, 有永真也, 佐佐木陽充, 也, 陽充 申請人:住友電工燒結(jié)合金株式會社