技术领域
[0001] 本
发明涉及一种航空推进系统燃油泵，具体地说，涉及一种多级内啮合航空燃油齿轮泵。
背景技术
[0002] 现有的航空推进系统中，各种常用泵，如
柱塞泵、齿轮泵及部分
离心泵，虽然能达到高压
力要求，但是柱塞泵结构复杂，随着最大流量的增加，泵的体积和重量增加较多，流量一般在10000kg/h以下，难以达到大流量的要求。离心泵转速高，流量大，可靠性高，结构简单，
质量轻，但是低转速下不能为
发动机供油装置提供所需要的压力，即满足不了起动转速的要求。齿轮泵结构简单，尺寸紧凑，体积小，可靠性高，但是齿轮泵的出口压力提高困难；由于进出口压差越大，齿轮泵的
泄漏就会加大，造成容积效率降低；压差大使得从动轴的径向力加大，增大了
轴承的磨损，降低了泵的寿命；浮动侧板与端面磨损大，齿轮泵的机械效率会降低，齿轮泵的寿命也会有所降低，因此限制了齿轮泵压力的进一步提高。
[0003]
现有技术中，提出多级并联齿轮泵及多级
串联外啮合齿轮泵，只是达到了
增压和增加燃油效率的目的，并没有针对增压大、
压力脉动小、轴向力小、燃油利用率高的特点进行设计。发明
专利CN 202493425 U中公开了一种“多级内啮合齿轮泵”，该齿轮泵没有涉及航空燃油泵领域，并且只给出了一个多级内啮合齿轮泵的结构连接，并没有综合考虑多级泵的燃油利用率及压力脉动的特点。在文献“多级航空燃油齿轮泵设计方法研究”中，提出了内啮合摆线齿轮泵的设计方法以及受力分析，但是没有从泵的容积效率方面考虑。
发明内容
[0004] 为了避免现有技术存在的
缺陷，克服燃油泵的压力供给不足，压力脉动大，多级泵损失大的问题，本发明提出一种多级内啮合航空燃油齿轮泵。目的在于提高大流量下燃油泵前后增压能力，减小燃油泵所承受的压力脉动；结构紧凑，使燃油泵每级之间的泄露减少。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括第一级齿轮泵、第二级齿轮泵、第三级齿轮泵、第一级壳体、第二级壳体、第三级壳体、第一级内
转子、第二级内转子、第三级内转子、第一级外转子、第二级外转子、第三级外转子、主动轴、进油口、出油口、泵体端板、壳体尾盖，多级内啮合齿轮泵采用单轴驱动，主动轴与外驱动固连，且通过轴承与第一级壳体连接，第一级内转子和第一级外转子为泛摆线内啮合，并与第一级壳体组成第一级齿轮泵，第二级内转子和第二级外转子为泛摆线内啮合，并与第二级壳体组成第二级齿轮泵，第三级内转子与第三级外转子为泛摆线内啮合，并与第三级壳体组成第三级齿轮泵，三级齿轮泵串联，通过主动轴连接转动，泵体端板位于第一级壳体与第二级壳体之间，用来过渡一二级齿轮泵的燃油，控制出
油槽与进油槽开度形成公共区，三级齿轮
泵壳体上分别有进油槽和出油槽，各级齿轮泵油路位于壳体上下边缘形成一字形通道联通，第一级壳体外侧设有进油口，第三级壳体外侧设有出油口，且与进油口同侧异位安装,壳体尾盖四
角设安装孔。
[0006] 第一级齿轮泵、第二级齿轮泵、第三级齿轮泵、壳体尾盖
中轴线与主动轴轴线重合。
[0007] 有益效果
[0008] 本发明提出的多级内啮合航空燃油齿轮泵，与外啮合多级泵和并联齿轮泵相比，在体积和重量上减少，结构更为紧凑，传动效率和功率利用率提高。由于每级之间油路连接方式，使得每级泵体之间的燃油泄漏量较其它多级油泵和组合泵的结构形式更小。
[0009] 本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵中给出了泵体端板,能够更有效减少泄漏量，并形成多级泵独特的“一”字型油路，实现增加燃油利用率的目的。在内外转子啮合连接上则以泛摆线内啮合的连接方式，更有效的利用在航空燃油泵上。多级内啮合航空燃油齿轮泵与外啮合多级齿轮泵相比，齿轮泵工作范围更大，压力脉动更小。在各运行工况下，均能满足技术要求。
附图说明
[0010] 下面结合附图和实施方式对本发明一种多级内啮合航空燃油齿轮泵作进一步详细说明。
[0011] 图1为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵结构示意图。
[0012] 图2为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵主视图。
[0013] 图3为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵剖视图。
[0014] 图4a为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵的泵体端板轴向剖视图。
[0015] 图4b为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵的泵体端板径向剖视图。
[0016] 图5a为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵的第三级壳体轴向剖视图。
[0017] 图5b为本发明多级内啮合航空燃油齿轮泵的第三级壳体径向剖视图。
[0018] 图中:
[0019] 1.第一级齿轮泵 2.第二级齿轮泵 3.第三级齿轮泵 4.第一级壳体5.第二级壳体 6.第三级壳体 7.第一级内转子 8.第二级内转子 9.第三级内转子10.第一级外转子 11.第二级外转子 12.第三级外转子 13.主动轴14.进油口 15.出油口 16.泵体端板17.壳体尾盖
具体实施方式
[0020] 本
实施例是一种多级内啮合航空燃油齿轮泵。
[0021] 参阅图1～图5.本实施例多级内啮合航空燃油齿轮泵,由第一级齿轮泵1、第二级齿轮泵2、第三级齿轮泵3、第一级壳体4、第二级壳体5、第三级壳体6、第一级内转子7、第二级内转子8、第三级内转子9、第一级外转子10、第二级外转子11、第三级外转子12、主动轴13、进油口14、出油口15、泵体端板16、尾盖壳体17组成；其中，各级齿轮泵壳体内均设有各级进油槽和出油槽，以形成固有的“一”型油路。
[0022] 三级内啮合航空燃油齿轮泵由第一级齿轮泵1、第二级齿轮泵2、第三级齿轮泵3串联连接，三级齿轮泵泵体由主动轴13带动转动，主动轴13满足单轴所承受的
应力范围，主动轴13分别与第一级壳体4、泵体端板16、第二级壳体5、第三级壳体6以及尾盖壳体17固连。第一级壳体1外侧设置有进油口14，第三级壳体的外侧设置有出油口15。
[0023] 第二级壳体6、第三级壳体7与泵体端板16外部尺寸相同，第一级壳体5与尾盖壳体17外部尺寸相同，以保证泵体的紧凑性。主动轴13位于各级齿轮泵壳体中心
位置，保证齿轮泵所受力对称均衡，实现整体的
稳定性。进油口14与出油口15同侧异位安装,满足三级齿轮泵整体油路，实现齿轮泵燃油利用率。多级内啮合齿轮泵为单轴驱动，将各级齿轮泵采用主动轴13串联连接在一起，主动轴13的长度较长。齿轮泵的出口压力较大，主动齿轮轴13承受较大的作用力矩，其强度和
刚度经过仿真实验分析满足需求，在使用过程中不易产生破坏。
[0024] 主动轴13上部设置A型平键实现与外部驱动的连接，通过
轴承盖、轴承与第一级壳体6连接。第一级内转子7和第一级外转子10为泛摆线内啮合并与第一级壳体4组成第一级齿轮泵1；第二级内转子8和第二级外转子11为泛摆线内啮合并与第二级壳体5组成第二级齿轮泵2；第三级壳体6、第三级内转子9与第三级外转子12为泛摆线内啮合并与第三级壳体6组成第三级齿轮泵3；三级齿轮泵串联，三级齿轮泵通过主动轴13连接转动，壳体端板16安装在第一级壳体4与第二级壳体5之间，用来过渡一二级齿轮泵的燃油，控制出油槽与进油槽开度形成公共区，三级齿轮泵分别在壳体上分别形成各级泵的进油槽与出油槽，各级齿轮泵油路位于壳体上下边缘形成一字形通道联通。内外转子设计包括对齿数、偏心距、创成圆半径与圆弧进行了设计，内外转子连接形式为内啮合，实现流量大、泄露小、不发生根切。三级内外转子结构包括第一级内转子7、第二级内转子8、第三级内转子9的设计利用泛摆线形成原理推导出泛摆线运动方程式，结合UG表达式功能，直接绘制出内转子齿廓曲线，拉伸得到内转子实
体模型。使得
精度提高并节省建模工时。第一级外转子10、第二级外转子11、第三级外转子12均为圆弧齿形，其齿廓为相同齿数个圆弧，圆弧圆心均布在创成圆上。
[0025] 为了实现三级齿轮泵串联的
密封性，采用“一”字形通道的方式，在各级壳体上形成各级泵的进油槽与出油槽。三级内啮合齿轮泵各齿轮泵油路都是由位于第一级壳体4、第二级壳体5、第三级壳体6上下边缘的进出口联通。其中各级的连接端板上，通过前后两级的
外齿轮即第一级外转子10、第二级外转子11、第三级外转子12的偏心反向来使前一级的出口与后一级的入口在轴的同一侧位置，即第一级出油槽出口与第二级进油槽进口，第二级出油槽出口与第三级进油槽出口处在轴的同一侧位置，将前后级油槽公共区打通，液体即可直接流入后一级。每级泵体中，第一级出油槽和第二级进油槽存在公共重叠区，将公共区开通，油液即由第一级齿轮泵1排出直接进入第二级齿轮泵2继续增压。第一级齿轮泵右侧形成多级齿轮泵进油口，并在第一级齿轮泵1后盖板左侧形成第一级齿轮泵出油口并使油液顺利流入下一级，进入位于第二级齿轮泵2前盖板左侧的第二级进油口，油液再由位于第二级齿轮泵2后盖板右侧的第二级出油口流出，进入位于第三级齿轮泵3前盖板右侧的第三级进油口，最终流出位于尾盖壳体左侧的出油口15。泵体端板16设置在第一级壳体4与第二级壳体5之间，并形成第一二级泵油路联通的通油槽，以获得良好的油液填充性。为了获得良好的密封性，将第二级壳体5和第三级壳体6与端板进行一体化设计，可防止端板与偏心套壳体连接不紧密造成泄漏，壳体端面出油槽与后一级齿轮泵进油槽依然相通。
