四叶片差速泵的理论研究

提出了一种新型容积泵——四叶片差速泵,它主要由非圆齿轮驱动系统、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成,利用不等速转动的两个叶轮叶片之间周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程,其两叶轮的张合运动分别由两对非圆齿轮驱动实现。研究了该泵的工作原理、驱动系统中非圆齿轮节曲线以及配液孔的设计方法,并提出了解决困液及叶片干涉问题的可行方案。

叶片差速泵偏心圆-非圆齿轮驱动系统的研究

叶片差速泵是一种新型容积泵,它由偏心圆一非圆齿轮驱动系统、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成,利用不等速转动的两个叶轮相邻叶片之间周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程,两叶轮的张合运动由两对偏心圆-非圆齿轮驱动实现。根据偏心圆-非圆齿轮传动的节曲线封闭条件,以及叶片闭合时偏心圆-非圆齿轮的转角关系求出偏心圆-非圆齿轮传动的相对偏心率ε和相对中心距d,进而设计出偏心圆-非圆齿轮的节曲线。通过偏心圆-非圆齿轮的传动分析,确定了叶片的理论最大张开角θmax、理论叶片角γ和配液孔的理论张角β。根据叶片差速泵工作时叶片不干涉条件和配液孔不连通条件确定了实际叶片角γ0和配液孔实际张角β0。

转动导杆—齿轮机构驱动叶片差速泵

转动导杆机构具有把曲柄的匀速转动转换为导杆的非匀速转动的特性。利用这一特性,把两个转动导杆机构和齿轮机构组合形成了叶片差速泵的驱动系统。该驱动系统使同轴安装于泵壳内的两个叶轮周期性不等速转动,从而使两个叶轮的相邻叶片周期性张合,来实现密闭容积变化进而完成吸排液过程。转动导杆机构曲柄和导杆的回转中心距与曲柄长度的比值是影响泵的性能的一个关键参数。该值越大,泵的排量也越大,但是,随着此值增大,泵的流量脉动和驱动轴上的工作阻力矩波动也在加剧,使泵的工作性能降低。在实际设计中此值取0.3- 0．5比较适宜。

叶片差速泵驱动系统运动与力学特性分析

为改善转子式容积泵存在的排量小、压力脉动较大、径向力不平衡等问题,提出新型转动导杆-齿轮驱动式叶片差速泵,分析以曲柄为主动件和以导杆为主动件的叶片差速泵转动导杆-齿轮驱动系统,研究转动导杆-齿轮驱动系统的运动特征及其随运动特征系数变化的运动规律.在此基础上分别建立两种驱动系统的基本参数方程,对比分析两种驱动系统下叶片差速泵的运动特性和力学特性.研究表明,以导杆为主动件的转动导杆-齿轮机构组合的叶片差速泵驱动系统更具优越性.

六叶片差速泵工作原理及设计理论的研究

提出了六叶片差速泵的工作原理。这种新型容积泵 ,主要由非圆齿轮驱动系统 (有两个同轴安装的偏心圆齿轮分别与两个近似三角形的非圆齿轮啮合 )、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成。它利用非圆齿轮传动驱动两个叶轮周期性不等速转动使两个叶轮上的相邻叶片周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程。本文研究了该泵的工作原理、驱动系统中非圆齿轮节曲线以及配液孔的设计方法 ,并提出了解决困液及叶片干涉问题的可行方案。

万向节——齿轮机构驱动的叶片差速泵

万向节机构当其输入轴与输出轴的轴交角不等于零的时候，具有把输入轴的匀速转动转换为输出轴的非匀速转动的特性。利用这一特性，把两个万向节机构和圆柱齿轮机构组合形成了叶片差速泵的驱动系统。该驱动系统使同轴安装于泵壳内的两个叶轮周期性不等速转动，从而，使两个叶轮的相邻叶片周期性张合，来实现密闭容积变化进而完成吸排液过程。万向节机构的输入轴和输出轴的夹角是影响泵性能的一个关键参数。该角越大，泵的排量也越大，但是，随着此角增大，泵的流量脉动加剧，万向节传动效率降低，使泵的工作性能下降。在实际设计中此角取35°～50°比较适宜。

变形偏心圆非圆齿轮传动及其在叶片差速泵中的应用

偏心圆齿轮在非匀速运动的传动系统中有广泛的应用,但是,没有人使用过变形偏心圆齿轮。通过使偏心圆齿轮节曲线的极坐标方程的极角按整倍数缩小的方法获得了变形偏心圆齿轮节曲线的极坐标方程。变形偏心圆齿轮节曲线的形状随着偏心率的增大而变扁,随着偏心率的减小而趋向于圆。把两个完全相同的变形偏心圆齿轮分别以不同的安装角固连在同一轴上,使其分别与同轴安装的两个完全相同的非圆齿轮啮合传动。则这两对变形偏心圆非圆齿轮的传动比曲线为两条周期相同的曲线,其相位差为两个变形偏心圆齿轮安装角的差。这两条传动比曲线共有交点数为2×非圆齿轮叶数,相邻交点的距离都相等。根据变形偏心圆非圆齿轮传动的这种特性,把它用于叶片差速泵的驱动系统,使泵的两个叶轮周期性的不等速转动,使其相邻叶片周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程。

转动导杆—齿轮式叶片差速泵驱动系统力学分析及实验研究

在分析转动导杆—齿轮式叶片差速泵驱动原理的基础上,进行其三维建模与结构设计,确定了转动导杆—齿轮式叶片差速泵驱动系统的技术参数,研制了其原理样机。建立转动导杆—齿轮式驱动系统力学模型,确定了其工作阻力矩的变化规律。构建了转动导杆—齿轮式叶片差速泵的原理样机实验平台,测试了其排液与困液状况。实验结果表明:转动导杆—齿轮式叶片差速泵能够实现排液与吸液,其驱动设计与结构设计正确。

基于最优线性分派法的叶片差速泵驱动系统方案设计与分析

结合非圆齿轮驱动式叶片差速泵的应用背景及其驱动原理,以叶轮叶片数为约束条件,提出非圆齿轮驱动式叶片差速泵驱动系统的多种设计方案。分析叶轮叶片数对叶片差速泵的排量、效率、振动噪声、流量脉动、叶片强度、工艺性等多个性能评价指标的影响。综合各评价指标,定义正、负理想方案,计算所提出的设计方案对正理想方案的贴近度。采用最优线性分派法对各驱动方案进行综合评价与选定,为后续叶片差速泵驱动系统的进一步设计提供依据。