Шестеренный насос Советский патент 1992 года по МПК F04C2/04 

1

(21)4814149/29 (22) 16.04.90 (46)30.12.92. Бюл. №48

(71)Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения Энергия

(72)Н.И.Белоусов, В.М.Муханов и Л.Л.До- ндэ

(56)Авторское свидетельство СССР № 479882, кл. F 04 С 2/04, 1973. (54) ШЕСТЕРЕННЫЙ НАСОС

(57)Изобретение относится к машиностроению, в частности к шестеренным насосам, и может быть использовано в авиационной технике в составе насосов откачки конденсата. Цель изобретения - обеспечение работоспособности и повышение надежности в режиме периодического слива рабочей жидкости. Шестеренный насос содержит корпус 1 и установленный в нем качающий узел,

выполненный в виде шестерен 2 и 3, через муфту предельного момента связанный с выходным валом 4, при этом в корпусе размещено устройство для устранения заклинивания шестерен, выполненное в виде волновой зубчатой передачи с двухвенцо- вым гибким колесом 5 и двумя жесткими колесами 6 и 7, снабженной двумя соосны- ми кулачковыми генераторами волн 8 и 9. Жесткое колесо 7 выполнено на подвижной втулке 10, а гибкое колесо 5 имеет венцы 11 и 12, которые выполнены одинаковыми и входят в зацепление с жесткими колесами 6 и 7, причем параметры жестких колес волновой передачи тоже выполнены одинаковыми. Ведомая шестерня 3 снабжена дополнительным зубчатым колесом 16, установленным на ее валу, а на втулке 40 выполнен кольцевой выступ с зубчатым венцом и пазами. 4 ил.

(Л

4

О)

-N

N4

Јь

VJ

5

Фиг.1

r-l ,-J

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в авиационной технике в составе насосов откачки конденсата.

Цель изобретения - обеспечение работоспособности и повышение надежности в режиме периодического слива рабочей жидкости.

На фиг.1 представлен шестеренный насос, продольный разрез; на фиг,2 - разрез фиг,1; на фйг.З и 4 - разрез Б-Б на фиг, при работе насоса без заклинивания (фиг,3) и с заклиниванием (фиг.4) шестерен, Шестеренный насос содержит корпус 1 и установленный в нем качающий узел, выполненный в виде шестерен 2 (ведущий) и 3 (ведомой), через муфту предельного момента связанный с выходным валом 4,.В корпусе размещено также устройство для устранения заклинивания шестерен, выполненное в виде волновой зубчатой передачи с двухвенцовым гибким колесом 5 и двумя жесткими колесами 6 и 7, снабженной двумя соосными кулачковыми генераторами волн 8и9.

Генератор волн 8 соединен с выходным валом 4, а генератор 9 - с ведущей шестерней 2 качающего узла Жесткое колесо б выполнено на корпусе 1, а колесо 7 - на подвижной втулке 10 Гибкое колесо 5 имеет 2 венца 11 и 12, которые выполнены одинаковыми и входят в зацепление с жесткими колесами 6 и 7. Параметры жестких колес волновой передачи тоже выполнены одинаковыми. В корпусе установлены крышки 13 и 14, контактирующие с торцами шестерен 2 и 3. Крышка 14 поджимается к торцам шестерен тарельчатой пружиной 15. Ведомая шестерня 3 снабжена дополнительным зубчатым колесом 16, установленным на ее валу. На корпусе 1 выполнены каналы 17 и 18 для подвода и отвода рабочей жидкости. На втулке 10 выполнен кольцевой выступ с зубчатым венцом 19 с 9 зубьями 20. Зубчатое колесо 16 вх одит в зацепление с зубьями 20 венца 19 втулки 10, причем на этом венце выполнены пазы 21, охватывающие цилиндрическую поверхность, образованную диаметром вершин зубьев колеса 16. В том случае, когда паз 21 находится против колеса 16, обеспечивается беспрепятственное вращение колеса 16 и шестерен 2 и 3. Венец 19 втулки выполнен упругим в радиальном направлении за счет выполнения венца 19 колоколообразным.

Шестеренный насос работает следующим образом: при приведении во вращение выходного вала 4 от приводного электродвигателя (на иллюстрациях не показан) начинает вращаться установленный на нем

генератор волн 8. При этом он создает в гибком колесе 5 волну деформации, вращающуюся со скоростью W выходного вала 4, увлекающую за собой генератор волн 9, который также приходит во вращение со скоростью W. При этом деформированное гибкое колесо 5 играет роль муфты, передающей вращение с генератора 8 на генератор 9. Так как венцы 11 и 12, а также число

0 зубьев колес 6 и 7 соответственно выполнены одинаковыми, то колесо 7 остается неподвижным, так же как и колесо 6. Гибкое же колесо 5 совершает (за счет разности зубьев с жесткими колесами) медленное вращение

5 с угловой скоростью

W W:i,

где I - передаточное отношение волновой передачи с неподвижным жестким колесом 6 и подвижным гибким колесом 5, Генератор

0 9, приводит во вращение шестерни 2 и 3, которые перекачивают жидкость из канала 17 в канал 18, при этом колесо 16 при вращении проходит внутри паза 21 и не зацепляется с зубьями 20 венца 19.

5 Такая работа соответствует работе на-- соса без заклинивания. В случае заклинивания шестерен или присыхания их торцов к крышкам 13 и 14 шестерни 2 и 3 неподвижны. При приведении во вращение выходно0 го вала 4 от приводного электродвигателя в этом случае также начинает вращаться установленный на нем генератор волн 8. Однако генератор 9 остается неподвижным, так как он связан с неподвижной в данный момент

5 шестерней 2. Вследствие того, что генератор 8 неподвижен, венец 12 оказывается неподвижно соединен с колесом 7 и приводит его и втулку 10 во вращение со скоростью W, при этом величина М момента на

0 втулке 10 составит

М Мдх1хк, где k - КПД волновой передачи;

Мд - Момент, создаваемый на валу 4 приводным электродвигателем.

5 Венец 19 втулки 10 вращается до тех пор, пока первый из зубьев 20 не войдет в зацепление с зубьями колеса 16. Вследствие значительного момента на втулке 10 значительным будет и усилие на зубе 20, что

0 приведет к преодолению момента сопротивления, заклинивших шестерен и прово- роту колеса 16 и шестерен 3 и 2. После того, как последний (перед пазом 21) зуб 20 выйдет из зацепления с колесом 16, возобнов5 ляется нормальный режим работы насоса. Венец 19 выполнен упругим в радиальном направлении, так как вследствие неопределенного положения колеса 16 при заклини- вании возможен случай, что зуб 20 при подходе к колесу 16 упрется не в боковую

поверхность зубьев, а в вершину зуба, что в случае неподатливого венца привело бы к остановке втулки 10.

Значительная величина развиваемого усилия страгивания позволяет обеспечить надежную работу насоса в автономном режиме без его технического обслуживания.

Формула изобретения Шестеренный насос, содержащий корпус с качающим узлом, выполненным в виде шестерен внешнего зацепления, установленных в цилиндрических расточках корпуса, и устройство для устранения заклинивания шестерен, причем ведущая шестерня через муфту предельного момента соединена с выходным валом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работоспособности и повышения надежности в работе в режиме периодического слива рабочей жидкости, устройство для устранения заклинивания выполнено в виде волновой зубчатой передачи с двухвенцоФиг. 2

вым гибким колесом, двумя жесткими зубчатыми колесами и двумя соосными генераторами волн, один из которых соединен с выходным валом, другой - с ведущей шестерней, муфта предельного момента выполнена в виде в виде двухзвенного гибкого колеса, одно жесткое зубчатое колесо выполнено в виде венца с зубьями внутреннего зацепления на корпусе, а другое - в виде

зубчатого венца внутреннего зацепления на подвижной втулке, снабженной кольцевым выступом с зубчатым венцом и пазами, при этом ведомая шестерня снабжена дополнительным зубчатым колесом, сопряженным с

зубчатым венцом подвижной втулки, внешний диаметр пазов подвижной втулки выполнен равным внешнему диаметру зубчатого колеса ведомой шестерни, зубчатый венец кольцевого выступа выполнен упругим в радиальном направлении, а , геометрические параметры зубьев двухвен- цового гибкого колеса и жестких колес выполнены одинаковыми.

Б-В

Б-Б