一种航天用泵的轻量化渐开线齿廓构造及其逆向设计方法技术

本发明专利技术公开了一种航天用渐开线齿轮泵，包括主动轮和与其构成啮合运动的完全相同的从动轮，所述主动轮和从动轮的轮廓为：半齿轮廓通过镜像操作后圆周阵列操作的构造设置，所述半齿轮廓由齿顶圆弧段12、顶过渡圆弧段23、渐开线轮廓段34、根过渡圆弧45，组成首尾相连的4段轮廓段本发明专利技术在主动轮与从动轮的啮合运动中，顶过渡圆弧段23的构造是为了彼此间能完全避让齿基点4。本发明专利技术旨在满足渐开线齿轮泵性能要求的基础上，采用与现行正向流程相反的逆向流程，以最能体现渐开线齿轮泵性能的重合度和齿数作为齿廓构造的直接参数，并通过形状系数最大化及以其为前提的模数最大化，从而实现航天用泵的轻量化性能要求，方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种航天用泵的轻量化渐开线齿廓构造及其逆向设计方法
本专利技术涉及一类泵用齿轮，特别涉及到轻量化齿廓构造及其参数逆向设计的泵用齿轮。
技术介绍
：齿轮泵是一种泵送工作介质的液压元件，应用极其广泛，在大型航天器的水处理系统和热控系统中也得到运用，航天高发射成本由此对泵轻量化性能提出了更高要求，由完全相同的一对齿轮所构成的齿轮副是该泵的核心部件，其轮廓参数(简称为齿廓参数)的设计质量直接影响了泵的性能。现有研究表明泵轻量化程度取决于齿轮的齿顶圆半径的最大化程度，齿顶圆半径越大，泵轻量化性能越好。在各种传动形式中，渐开线齿轮传动的应用最为普遍，为此国内外制定了大量的标准以规范其设计和加工，规范内容一般为模数、齿数、变位系数和齿顶高系数等齿廓构造的基本参数。泵用齿轮作为齿轮在泵上的特殊应用，设计上目前多延续“规范”齿轮的设计方法，即采用由“额定转速、额定压力、额定流量的工况参数→设计出泵用齿廓的基本参数→泵容积效率、流量脉动、传动、气穴等性能要求的校核”的正向流程。其中，该流程为一反复过程，直到所设计出的基本参数能完全满足泵性能要求为至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天用渐开线齿轮泵，包括主动轮和与其构成啮合运动的完全相同的从动轮，其特征在于：所述主动轮和从动轮的轮廓为：半齿轮廓通过镜像操作后圆周阵列操作的构造设置，所述半齿轮廓由齿顶圆弧段12、顶过渡圆弧段23、渐开线轮廓段34、根过渡圆弧45，组成首尾相连的4段轮廓段；/n其中，所述渐开线轮廓段34的点4位于基圆上，称之为齿基点，即此时的齿轮具有极限啮合的能力；/n其中，所述齿顶圆弧段12的端点1位于齿对称轴上，齿顶圆弧段12的端点2位于所述渐开线轮廓段34的外延伸渐开线上，称之为齿顶点，从而在极限啮合能力的基础，进一步实现形状系数λ的最大化；/n其中，所述顶过渡圆弧段23由过齿顶点2、垂直于...

【技术特征摘要】
1.一种航天用渐开线齿轮泵，包括主动轮和与其构成啮合运动的完全相同的从动轮，其特征在于：所述主动轮和从动轮的轮廓为：半齿轮廓通过镜像操作后圆周阵列操作的构造设置，所述半齿轮廓由齿顶圆弧段12、顶过渡圆弧段23、渐开线轮廓段34、根过渡圆弧45，组成首尾相连的4段轮廓段；
其中，所述渐开线轮廓段34的点4位于基圆上，称之为齿基点，即此时的齿轮具有极限啮合的能力；
其中，所述齿顶圆弧段12的端点1位于齿对称轴上，齿顶圆弧段12的端点2位于所述渐开线轮廓段34的外延伸渐开线上，称之为齿顶点，从而在极限啮合能力的基础，进一步实现形状系数λ的最大化；
其中，所述顶过渡圆弧段23由过齿顶点2、垂直于齿顶圆弧段12、过齿廓点3的三个几何条件所唯一确定，顶过渡圆弧段23的构造是为了彼此间能完全避让齿基点4，
其中，所述根过渡圆弧45由过齿基点4、外切根圆于点5和圆心位于齿槽的对称轴上的三个几何条件所唯一确定。


2.一种航天用渐开线齿轮泵，所述顶过渡圆弧段23和根过渡圆弧45形状为：过渡圆弧段，采用过渡圆弧段可使用简单的钻孔方法加工。


3.根据权利要求1所述的一种航天用渐开线齿轮泵，其齿廓形状和大小的逆向确定步骤如下：
步骤一、由渐开线轮廓段34的成形原理和点4位于基圆上，得



其中，α为节圆压力角，α4为齿基点4处的压力角，此时，渐开线轮廓段34具有轮廓上的极限位置；ε为齿轮传动的重合度，z为齿数；
步骤二、由主动轮与从动轮完全相同时齿轮副的重合度定义，得渐开线轮廓段34上齿廓点3处的压力角为



步骤三、由从动轮上齿顶点2恰好...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，刘萍，范钧，臧勇，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32