一种齿轮泵的内流道减振降噪结构及其设计方法

专利检索2026-06-15  1


本发明涉及齿轮泵的减振降噪设计领域,尤其涉及一种齿轮泵的内流道减振降噪结构及其设计方法。


背景技术:

1、齿轮泵是液压工业中最常用的动力元件之一。齿轮泵通过两个相互啮合的齿轮来输送流体,它结构简单、对油液污染敏感度低、工作可靠。

2、典型齿轮泵的内流道包括进口流道、出口流道和齿隙体积流道,它的配流过程是通过齿隙体积随着齿轮的转动与进口流道和出口流道不断连通与断开。然而,普通的流道设计通常会引起较大的流量脉动、压力脉动、压力冲击,从而导致齿轮泵的振动和噪声较大。

3、目前,对于齿轮泵的内流道结构设计,人们通常重点关注卸荷槽的设计,卸荷槽可以有效避免齿轮啮合过程中闭死容积引起的压力冲击和空化现象,现有研究通过采用圆弧-渐开线-圆弧的端面齿形即可消除齿轮啮合过程中的闭死容积,然而,齿轮泵的脉动、振动和噪声与配流过程息息相关,现有的内流道结构设计并没有切实改变齿轮泵的配流过程,并不能有效的降低齿轮泵的振动与噪声。对于柱塞泵,人们通过设计配流盘的阻尼槽结构,改变了柱塞泵的配流过程,起到了预增压或预减压的效果,有效降低了柱塞泵的振动与噪声,这一设计理念同样也可以运用到齿轮泵上。

4、因此,针对目前现有齿轮泵内流道结构设计的局限性的技术问题,有必要提供一种能够有效降低齿轮泵振动与噪声的内流道结构和设计方法。该专利旨在克服现有技术的缺陷,提供一种结构简单、效果显著的齿轮泵内流道减振降噪结构和设计方法,以满足工程设计和实际应用中对齿轮泵低振动和低噪声的需求。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有齿轮泵的内流道减振降噪结构设计存在的一系列问题,例如:效果不明显,结构复杂,适用性差,设计方法不明确,提供一种结构简单、成本低廉、易于操作、效果显著的齿轮泵的内流道减振降噪结构及其设计方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,包括锥形出口流道、主动齿轮轴、从动齿轮轴、浮动侧板、眉毛槽流道和出口槽流道;

3、所述锥形出口流道从与主动齿轮轴和从动齿轮轴连通一侧到负载连通一侧直径逐渐增大,在不减小进出口之间阻尼的情况下增大死区容积;

4、所述浮动侧板面向主动齿轮和从动齿轮的一侧开设眉毛槽流道,将齿隙体积与锥形出口流道连通;所述眉毛槽流道在沿着齿轮转动方向宽度逐渐增大,使得齿隙体积随着齿轮的转动提前与出口高压连通,实现预增压;

5、所述出口槽流道将眉毛槽流道与锥形出口流道连通;

6、所述主动齿轮轴和从动齿轮轴的端面齿形均采用圆弧-渐开线-圆弧的齿形曲线。

7、进一步地,所述眉毛槽流道所占角度为齿距角的两倍。

8、进一步地,所述眉毛槽流道使得配流面积沿着齿轮转动方向逐渐增大,配流过程更加平稳。

9、进一步地,所述眉毛槽流道的宽度依据齿轮泵的减振降噪效果和容积效率综合考虑设定,最小宽度为0,最大宽度为出口槽流道宽度大小的30%-40%。

10、进一步地,所述眉毛槽流道的深度依据齿轮泵的容积效率和减振降噪效果综合考虑设定,在满足减振降噪效果前提下,尽可能使得齿轮泵具有更大的容积效率。

11、进一步地,所述出口槽流道的宽度大于眉毛槽流道的最大宽度,为保证配流效果,出口槽流道的宽度是锥形出口流道最小直径的25%-30%。

12、进一步地,所述主动齿轮轴和从动齿轮轴的端面齿形设计用于避免齿轮啮合过程中出现闭死容积引发的齿轮冲击和空化现象。

13、另一方面,本发明还提供了一种齿轮泵的内流道减振降噪结构的设计方法,该方法包括以下步骤:

14、(1)将齿轮泵中主动齿轮轴和从动齿轮轴的端面齿形设计为圆弧-渐开线-圆弧的齿形曲线;

15、(2)将泵体中的圆柱形出口流道改进为锥形出口流道,其与主动齿轮轴和从动齿轮轴连通一侧到负载连通一侧直径逐渐增大,在不减小进出口之间阻尼的情况下增大死区容积;

16、(3)在浮动侧板面向主动齿轮和从动齿轮的一侧开设沿着齿轮转动方向宽度逐渐增大的眉毛槽流道,将齿隙体积与锥形出口流道连通,使得齿隙体积随着齿轮的转动提前与出口高压连通,实现预增压;

17、(4)设计出口槽流道将眉毛槽流道与锥形出口流道连通。

18、进一步地,所述眉毛槽流道所占角度为齿距角的两倍。

19、进一步地,所述眉毛槽流道的最大宽度为出口槽流道宽度大小的30%-40%,出口槽流道的宽度为锥形出口流道最小直径的25%-30%。

20、本发明的有益效果:

21、(1)本发明通过在浮动侧板上开设眉毛槽流道改变了内流道结构,使得齿隙体积与出口连通,起到预增压的效果,降低了齿轮泵的振动和噪声。

22、(2)本发明通过锥形出口流道,在不改变进出口之间的阻尼的情况下,增大了死区容积,使得配流过程更加平稳,降低了齿轮泵的振动和噪声,提高了容积效率。

23、(3)本发明给出了锥形出口流道、眉毛槽流道和出口槽流道的具体设计方法,该方法为齿轮泵的内流道减振降噪结构设计提供思路。

24、(4)本发明提出的内流道减振降噪结构及设计方法,结构简单,成本低廉,易于操作,效果显著。



技术特征:

1.一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,包括锥形出口流道、主动齿轮轴、从动齿轮轴、浮动侧板、眉毛槽流道和出口槽流道;

2.根据权利要求1所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,所述眉毛槽流道所占角度为齿距角的两倍。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,所述眉毛槽流道使得配流面积沿着齿轮转动方向逐渐增大,配流过程更加平稳。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,所述眉毛槽流道的宽度依据齿轮泵的减振降噪效果和容积效率综合考虑设定,最小宽度为0,最大宽度为出口槽流道宽度大小的30%-40%。

5.根据权利要求1所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,所述眉毛槽流道的深度依据齿轮泵的容积效率和减振降噪效果综合考虑设定,在满足减振降噪效果前提下,尽可能使得齿轮泵具有更大的容积效率。

6.根据权利要求1所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,所述出口槽流道的宽度大于眉毛槽流道的最大宽度,为保证配流效果,出口槽流道的宽度是锥形出口流道最小直径的25%-30%。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构,其特征在于,所述主动齿轮轴和从动齿轮轴的端面齿形设计用于避免齿轮啮合过程中出现闭死容积引发的齿轮冲击和空化现象。

8.一种齿轮泵的内流道减振降噪结构的设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构的设计方法,其特征在于,所述眉毛槽流道所占角度为齿距角的两倍。

10.根据权利要求8所述的一种齿轮泵的内流道减振降噪结构的设计方法,其特征在于,所述眉毛槽流道的最大宽度为出口槽流道宽度大小的30%-40%,出口槽流道的宽度为锥形出口流道最小直径的25%-30%。


技术总结
本发明公开了一种齿轮泵的内流道减振降噪结构及其设计方法,齿轮泵的主动齿轮轴和从动齿轮轴的端面齿形均采用圆弧‑渐开线‑圆弧的齿形曲线;将泵体中的圆柱形出口流道改进为锥形出口流道,其从与主动齿轮轴和从动齿轮轴连通一侧到负载连通一侧直径逐渐增大,在不减小进出口之间阻尼的情况下增大死区容积;在浮动侧板面向主动齿轮和从动齿轮的一侧开设沿着齿轮转动方向宽度逐渐增大的眉毛槽流道,将齿隙体积与锥形出口流道连通,使得齿隙体积随着齿轮的转动提前与出口高压连通,实现预增压;设计出口槽流道将眉毛槽流道与锥形出口流道连通。本发明提出的内流道减振降噪结构及设计方法,结构简单,成本低廉,易于操作,效果显著。

技术研发人员:吕飞,侯帅豪,张军辉,刘会祥,温金蓉,赵守军,何俊,苗克非,徐兵
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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