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非圆 齿轮组和 泵用传动结构

阅读：731发布：2020-05-12

专利汇可以提供非圆齿轮组和泵用传动结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了非圆齿轮组和泵用传动结构，齿轮组包括：主动轮；分别设置在主动轮两侧第一从动轮和第二从动轮，第一从动轮和第二从动轮结构相同；第一从动轮的齿轮轴到主动轮的齿轮轴的距离与第二从动轮的齿轮轴到主动轮的齿轮轴的距离相同。传动结构，包括：驱动装置，齿轮组和柱塞，驱动装置连接齿轮组中的主动轮，主动轮两侧分别驱动一个从动轮，在每个从动轮上连接有连杆，连杆驱动柱塞往复运动。基于本发明，非圆齿轮组可以使从动轮平稳运行，在通过利于曲柄滑块装置将齿轮的圆周运动转换为直线运动时，能够保证直线运动的稳定性。同时，泵用传动结构中的传动结构，能够使泵在排液输出时流量的脉动显著降低。，下面是非圆齿轮组和泵用传动结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种非圆齿轮组，其特征在于，包括：
主动轮；
分别设置在所述主动轮两侧第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和第二从动轮结构相同；
所述第一从动轮的齿轮轴到所述主动轮的齿轮轴的距离与所述第二从动轮的齿轮轴到所述主动轮的齿轮轴的距离相同；
以所述第一从动轮和所述第二从动轮为基础，分别引出一组曲柄滑块机构，两个滑块的合成速度为恒定值；
以第一从动轮和第二从动轮中的任意一个为基础从动轮，将所述基础从动轮中的滑块的位移对主动轮转角的导数定为类速度v，满足函数：将函数设置为四段，分别为：和使得：
其中，k1为滑块推程启动加速度，k2为滑块推程结束加速度，vab为滑块推程类速度恒速值。
2.根据权利要求1所述的非圆齿轮组，其特征在于，
所述主动轮、第一从动轮和第二从动轮的节圆曲线以极坐标表示为：r＝a*(g-g0)3+b*
2
(g-g0) +c*(g-g0)+d，
其中，r为极径，g为极角，g0为每段起始极角，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项。
3.一种泵用传动结构，其特征在于，包括：
驱动装置，齿轮组和柱塞，其中，
所述驱动装置连接所述齿轮组中的主动轮，主动轮两侧分别驱动一个从动轮，在每个所述从动轮上连接有连杆，所述连杆驱动所述柱塞往复运动；
以所述柱塞的位移对所述主动轮转角的导数定为类速度v，满足函数：将函数设置为四段，分别为：和使得：
其中，k1为柱塞推程启动加速度，k2为柱塞推程结束加速度，vab为柱塞推程类速度恒速值。
4.根据权利要求3所述的泵用传动结构，其特征在于，
以所述连杆与所述从动轮的连接点到所述从动轮的齿轮轴之间的距离为曲柄长度e1，满足：
5.根据权利要求3所述的泵用传动结构，其特征在于，
还满足：
6.根据权利要求3所述的泵用传动结构，其特征在于，
所述主动轮和所述从动轮的节圆曲线以极坐标表示为：
r＝a*(g-g0)3+b*(g-g0)2+c*(g-g0)+d
其中，r为极径，g为极角，g0为每段起始极角，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项。
7.根据权利要求3-6任一项所述的泵用传动结构，其特征在于，
还包括减速机构，所述驱动装置通过减速装置带动所述主动轮运动。

说明书全文

非圆齿轮组和 泵用传动结构

技术领域

[0001] 本公开一般涉及机械传动结构，具体涉及齿轮组，尤其涉及非圆齿轮组和泵用传动结构。

背景技术

[0002] 现有平流泵用的传动副，能够实现平流泵的吸液、排液功能，但是排液时输出流量的脉动较大，不能满足恒定输送液体的需求。

[0003] 现有技术中还有采用双缸体，且两缸体内均设有一可收缩高弹性隔离带，能够解决排液时的脉动问题，但是可收缩弹性收缩袋的承压能力受限，且增大了平流泵的空间体积。发明内容

[0004] 鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种非圆齿轮组，包括：主动轮；分别设置在所述主动轮两侧第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和第二从动轮结构相同；所述第一从动轮的齿轮轴到所述主动轮的齿轮轴的距离与所述第二从动轮的齿轮轴到所述主动轮的齿轮轴的距离相同；以所述第一从动轮和所述第二从动轮为基础，分别引出一组曲柄滑块机构，每个滑块的合成速度为恒定值；以第一从动轮和第二从动轮中的任意一个为基础从动轮，将所述基础从动轮中的滑块的位移对主动轮转角的导数定为类速度v，满足函数：将函数设置为四段，分别为：和使得：

[0005]

[0006] 其中，k1为滑块推程启动加速度，k2为滑块推程结束加速度，vab为滑块推程类速度恒速值。优选的，所述主动轮、第一从动轮和第二从动轮的节圆曲线以极坐标表示为：r＝a*(g-g0)3+b*(g-g0)2+c*(g-g0)+d，其中，r为极径，g为极角，g0为每段起始极角，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项。

[0007] 另一方面，本发明还提供一种泵用传动结构，包括：驱动装置，齿轮组和柱塞，其中，所述驱动装置连接所述齿轮组中的主动轮，主动轮两侧分别驱动一个从动轮，在每个所述从动轮上连接有连杆，所述连杆驱动所述柱塞往复运动；以所述柱塞的位移对所述主动轮转角的导数定为类速度v，满足函数：将函数设置为四段，分别为：和使得：

[0008]

[0009] 其中，k1为柱塞推程启动加速度，k2为柱塞推程结束加速度，vab为柱塞推程类速度恒速值。

[0010] 优选的，以所述连杆与所述从动轮的连接点到所述从动轮的齿轮轴之间的距离为曲柄长度e1，满足：

[0011]

[0012] 优选的，还满足：

[0013]

[0014] 优选的，所述主动轮和所述从动轮的节圆曲线以极坐标表示为：

[0015] r＝a*(g-g0)3+b*(g-g0)2+c*(g-g0)+d

[0016] 其中，r为极径，g为极角，g0为每段起始极角，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项。

[0017] 优选的，还包括减速机构，所述驱动装置通过减速装置带动所述主动轮运动。

[0018] 基于本发明，非圆齿轮组可以使从动轮平稳运行，在通过利于曲柄滑块装置将齿轮的圆周运动转换为直线运动时，能够保证直线运动的稳定性。同时，泵用传动结构中的传动结构，能够使泵在排液输出时流量的脉动显著降低。附图说明

[0019] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0020] 图1为本发明非圆齿轮组的结构示意图；

[0021] 图2为本发明非圆齿轮组和泵用传动结构中类速度和主动轮转角的函数示意图；

[0022] 图3为本发明泵用传动结构的示意图；

[0023] 图4为本发明泵用传动结构中齿轮组和柱塞的示意图；

[0024] 图5为采用本发明泵用传动结构后流量脉动与主动转角的关系。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

[0026] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0027] 本发明公开一种非圆齿轮组(以下简称齿轮组)，参见图1，包括：主动轮12和两个从动轮，两个从动轮分别为第一从动轮11和第二从动轮13，第一从动轮和第二从动轮结构相同，他们分别设置在主动轮两侧，并且两个从动轮的齿轮轴到主动轮的齿轮轴的距离相同。可选的，第一从动轮和第二从动轮对称的设置在主动轮两侧。

[0028] 上述非圆齿轮组，以第一从动轮和所述第二从动轮为基础，分别引出一组曲柄滑块机构，两个滑块的合成速度为恒定值。该合成速度采用速度平行四边形合成法则，并且此处引出的曲柄滑块并非齿轮组上的必要结构，只是为了说明主动轮、从动轮配合后，实现的速度情况，从而引入的参考标准，并不是限制本发明齿轮组的结构。

[0029] 还是基于上述引入的参考标准，以第一从动轮和第二从动轮中的任意一个为基础从动轮，将基础从动轮中的滑块的位移对主动轮转角的导数定为类速度v，满足函数：将函数设置为四段(参见图2)，分别为：和使得：

[0030]

[0031] 其中，k1为滑块推程启动加速度，k2为滑块推程结束加速度，vab为滑块推程类速度恒速值。参见图2，示出了类速度与主动轮转角的函数示意图。

[0032] 以上是通过引入参考标准对齿轮组的说明，下面对齿轮组中主动轮和从动轮的外形说明，以极坐标的方式说明，主动轮和从动轮的节圆表示为：

[0033] r＝a*(g-g0)3+b*(g-g0)2+c*(g-g0)+d，

[0034] 其中，r为极径，g为极角，g0为每段起始极角，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项。

[0035] 此处，由于主动轮和从动轮的节圆为自由节曲线，在数学中属于列表曲线，通过列表获取个点，形成节圆轮廓，由于第一从动轮和第二从动轮结构相同，因此在同一个表中说明。具体参见本说明书最后部分的表1和表2，表1为主动轮的节圆列表，表2为从动轮的节圆列表。

[0036] 另一方面，本发明还公开一种泵用传动结构，包括：驱动装置，齿轮组和柱塞，其中，驱动装置连接齿轮组中的主动轮，主动轮两侧分别驱动一个从动轮，在每个从动轮上连接有连杆，连杆驱动柱塞往复运动。可选的，还可以具有减速机构，驱动装置可以为步进电机，步进电机通过减速机构驱动主动轮。

[0037] 如图1，平流泵的传动机构是由步进电机6、减速机构7、主动轮2、从动轮1、从动轮3、柱塞4和柱塞5等组成，步进电机6接受电控信号后按照预定转速启动工作，带动减速机构
7，减速机构7带动主动轮2匀速转动，从动轮1和从动轮3分别与主动轮2啮合，再分别带动柱塞4和柱塞5，完成左右两柱塞的往复运动。

[0038] 从整个传动机构的工作模式来看，步进电机6、减速机构7、主动轮2均为匀速运动，不会造成泵输出流量的脉动或不稳定，但从动轮1、从动轮3与主动轮2的啮合是变速运动，容易造成速度的变化，柱塞4和柱塞5是将转动转换为直线运动的机构，柱塞的运动也是变速运动，柱塞的速度也是最终影响泵输出流量的关键参数之一。为此，需要使左右两个柱塞的合成速度为一恒定值。两个柱塞的运动方向相同或者相反，即两个柱塞平行的往复运动，两个柱塞速度方向的夹角为0°(或者180°)，上述的合成速度满足速度四边形合成法(速度合成定理)。

[0039] 为了实现该合成速度为恒定值，可以通过限定驱动装置的参数实现，可选的，以柱塞的位移对主动轮转角的导数定为类速度v，满足函数：将函数设置为四段，分别为：和使得：

[0040]

[0041] 其中，k1为柱塞推程启动加速度，k2为柱塞推程结束加速度，vab为柱塞推程类速度恒速值。

[0042] 进一步，以连杆与从动轮的连接点到从动轮的齿轮轴之间的距离为曲柄长度e1，满足：

[0043]

[0044] 为了方便计算，使ga＝gm-gb，更进一步，还满足：

[0045]

[0046] 需要注意，为了使上述公式表达清晰，将其写成两行，第一行最后的符号为减号，即第一行减号前为被减数，第二行箭头前为减数。

[0047] 以上为通过参数限定的齿轮结构，下面用极坐标的形式说明主动轮和从动轮的节圆外形，主动轮和从动轮的节圆曲线以极坐标表示为：

[0048] r＝a*(g-g0)3+b*(g-g0)2+c*(g-g0)+d

[0049] 其中，r为极径，g为极角，g0为每段起始极角，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项。

[0050] 由于主动轮和从动轮的节圆为自由节曲线，在数学中属于列表曲线，通过列表获取个点，形成节圆轮廓。具体参见本说明书最后部分的表1和表2，表1为主动轮的节圆列表，表2为从动轮的节圆列表。需要注意的是，通过表1和表2中例举出来的点获取的节圆，是优选的一种结构，而表1和表2中所记载的各项数值，在其记载的数值基础上还可以有±15％的变化范围。

[0051] 基于本发明上述泵用传动结构中的主动轮和从动轮，对柱塞的速度进行合成仿真的结构如图3所示。

[0052] 表1

[0053]

[0054]

[0055]

[0056]

[0057] 表2

[0058]

[0059]

[0060]

[0061]

[0062] 参见图5，为采用本发明泵用传动结构的泵体时，流量脉动百分比主动轮转角见的关系，可见，流量脉动控制在-3％～4％之间。

[0063] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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