专利名称：行星缸体式柱塞泵或马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体与传动轴之间实现功率传递的装置，尤其是涉及一种柱塞式泵及马达。适用于各种领域中的以流体为工作介质的泵或马达，特别是作为制冷循环系统中的增压泵和膨胀马达。
背景技术：
传统的内外转子摆线齿轮泵或马达，其外转子上的摆线状形面相对转子轴心呈周园均匀分布。
上述结构的泵或马达存在如下缺陷流体压力作用在内转子上的力臂短，组成流体工作腔的外密封线形状复杂且该密封线尺寸长。要想获得大扭矩的马达，其凸轮曲线的斜率则应很大，由此形成马达的径向尺寸势必增大；而出力特性随着缸数的增多才会改善。故泵或马达的形状结构件复杂，零部件制作精度要求高。
发明内容
为了弥补上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种径向尺寸较小的行星缸体式柱塞泵或马达。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案一种行星缸体式柱塞泵或马达，它包括一个行星缸体，该缸体具有内孔和呈放射状、均布的多个柱塞孔；多个柱塞组件，该柱塞组件与缸体的柱塞孔相配；一个用于传输扭矩的偏心转轴，缸体的圆心围绕着该偏心转轴的回转轴心作圆周运动；一个圆形导轨，用于提供所述行星缸体的行星运动轨道；一对导槽装置，用于限定所述柱塞组件相对于缸体的位移方向；一对端盖，用于限定所述偏心转轴(3)的旋转轴线。
所述柱塞组件受导槽装置的引导，在缸体的柱塞孔内作往复运动，由此产生的变化容积构成泵或马达的工作腔。
其主要特点是，所述缸体上的呈放射状的柱塞孔轴线不经过缸体的轴线，也就是说柱塞在柱塞孔内的运动方向与缸体的径向线有一个夹角。
所述柱塞组件包括柱塞、销轴和在导槽装置内滚动的滚轮，该销轴穿过柱塞，并与柱塞的轴心线垂直，两个滚轮分布在柱塞的两边，并滑套在销轴的端部。
所述偏心转轴相对于其旋转中心有一个与缸体内孔相配的偏心圆柱，当偏心转轴旋转一周，缸体的圆心就围绕偏心转轴的旋转中心也就是缸体的行星运动中心完成一次圆周运动。
所述缸体设置有外齿圈，所述圆形导轨的内孔设置有可与缸体的外齿圈相啮合的内齿圈。缸体圆心的每作一次圆周运动，缸体就在圆形导轨上滚动一圈，缸体本身也就自转了一圈以上。
所述导槽装置有一个容纳柱塞组件的滚轮运动的圆形导槽，这样当缸体在圆形导轨内滚动时，柱塞组件相对于缸体进行往复运动。如偏心转轴旋转一周，柱塞组件则相对于缸体往复运动一次以上。
所述缸体的内孔设置有连通各个柱塞孔的配流口，该配流口是泵或马达工作腔的出入口；所述偏心转轴的偏心圆柱开有两个与缸体的配流口相适应的近半圆形的配流槽，分别连通偏心转轴内的两个流道，泵或马达工作腔内的流体通过配流口和配流槽以及偏心转轴内的流道再与外界连通。
所述柱塞泵或马达还包括端盖，所述导槽装置是在端盖上形成的。也就是说，端盖与导槽装置合为一体。
使用本发明技术方案的优点如下1.结构简单，零件少且工艺性好，精度要求低。
2.泵或马达工作腔的作用系数大于1，故出力特性好。
3.流体压力作用在行星缸体上的力臂大。
本发明的
如下图1为本发明行星缸体式柱塞式泵或马达结构示意图，其中，a为一组柱塞组件在泵或马达内分布示意图，b为泵或马达主视剖面图，c为左视剖面图；图2为本发明行星缸体的结构示意图，其中，a为右视图，b为主视剖视图，c为左视剖面图；图3为图2行星缸体的外观立体图；图4为本发明柱塞组件的结构示意图，其中，a为主视图，b为左视图；图5为本发明偏心转轴的结构示意图，其中，a为右视剖视图，b为主视剖视图，c为左视图；图6为与图5对应的偏心转轴的外观立体图；图7为本发明圆形导轨4的结构示意图，其中，a为主视图，b为左视剖视图；图8为本发明圆形导轨4的外观立体图；图9为本发明带有导槽装置的右端盖的结构示意图，其中，a为主视剖视图，b为左视图。
图10为对应图9右端盖的外观立体图。
图11为与图10右端盖连接的流体接口的结构示意图，其中，a为主视剖视图，b为左视图。
具体实施例方式
下面结合附图来说明本发明的实施例。
如图1a、图1b、图1c所示，具有六个缸的行星缸体式柱塞泵或马达，它包括一个行星缸体1；一组与行星缸体1相配的柱塞组件2；一个穿过行星缸体1内孔的偏心转轴3，行星缸体1的圆心围绕着该偏心转轴3的回转轴心作圆周运动；一个限定行星缸体1滚动的带有内齿圈并作为壳体的圆形导轨4，行星缸体1在圆形导轨4的内齿圈上滚动构成行星运动；一对限定所述柱塞组件2相对于行星缸体1位移的带有导槽装置5的端盖6，柱塞组件2在导槽装置5的引导下，在行星缸体1上的柱塞孔内作往复运动构成变化容积，从而形成泵或马达的工作腔。
如图2a、图2b、图2c和图3所示，垂直于行星行星缸体1轴线的面上均布有其轴线不经过行星缸体1轴线的呈放射状的柱塞孔11，也就是说柱塞在柱塞孔11内的运动方向与行星缸体1的径向线有一个夹角，柱塞孔11的轴线与行星缸体1的轴线有一个偏移距离。并且，柱塞孔11的底部下探的深度位置不超过柱塞孔11轴线到行星缸体1轴线的垂直线位置。行星缸体1的内孔12设置有一组连通各个柱塞孔11的配流口13，即每个柱塞孔11有通向内孔12表面的配流口13的流道。所述行星缸体1上接近每个柱塞孔11的口部，有一对供柱塞组件2上的销轴21穿过的长形通孔14。行星缸体1外缘的两边设置有外齿圈。
如图4a和图4b所示，柱塞组件2包括柱塞20、销轴21和在带有导槽装置5的端盖6内滚动的滚轮22。该销轴21穿过柱塞20，并与柱塞组件2的轴心线垂直。滚轮22的轴心线上设置有销轴21的安装孔，两个滚轮22分布在柱塞20的两边，并滑套在销轴21的两端。组装后，柱塞组件2的柱塞20与行星缸体1的柱塞孔11及偏心转轴3的偏心圆柱31所形成的空间作为泵或马达的工作腔。
如图5a、图5b、图5c和图6所示，偏心转轴3相对于其旋转中心有一个与行星缸体1的内孔12相配的偏心圆柱31，即偏心转轴3由两个园柱体组成，该两个园柱体的轴心线互相平行但不重合，有一个偏心量。偏心转轴3的偏心圆柱31开有两个与行星缸体1的配流口13相适应的近半圆形的配流槽32，分别与偏心转轴3内的两组流道33相通。即偏心转轴3体内分布有与外部相通的两个流体进出通道，该两个流道33在偏心转轴3体内互不相通。组装后，偏心转轴3的两端安装在端盖6的安装孔52内，行星缸体1安装在偏心转轴3的偏心圆柱31上，行星缸体1的轴线与偏心圆柱31的轴线重合。缸体1的内孔12与偏心转轴3的偏心圆柱31呈滑动配合。如偏心转轴3旋转一周，行星缸体1的圆心就会围绕偏心转轴3的旋转中心，也就是行星缸体1的行星运动中心完成一次圆周运动。
如图7a、图7b和图8所示，作为圆形导轨4的壳体的内圆设置有可与行星缸体1的外齿圈相啮合的内齿圈，即行星缸体1在圆形导轨4的内部并且两者通过齿牙结合。行星缸体1圆心的圆周运动能使行星缸体1在圆形导轨4内滚动，行星缸体1就以偏心转轴3上的偏心圆柱31的轴线为圆心自转。缸体圆心的每一次圆周运动，行星缸体1就在圆形导轨4上滚动一圈，行星缸体1本身则自转了一圈以上。
如图9a、图9b和图10所示，带有导槽装置5的端盖6内侧具有一个容纳滚轮22滚动的圆形导槽51和偏心转轴3的安装孔52，圆形导槽51的园心与偏心转轴3安装孔52的轴心重合。柱塞组件2上的滚轮22可在圆形导槽51内运动。这样行星缸体1圆心每一次圆周运动，各个柱塞组件2相对于缸体就能完成一次以上的往复运动。端盖6上还有用于流体进出的通道53。
图11a和图11b是与右端盖连接的流体接口结构示意图，安装在带有导槽装置5的端盖6的外侧上的流体接口54，组装后与端盖上的流体通道53连通。
本发明装置的工作原理如下行星缸体1和偏心转轴3组装在一起所形成的内部空间与外界有两个流体通道接口，当高压流体从其中一个流道进出行星缸体1时，推动柱塞组件2相对于行星缸体1运动，柱塞组件2在导槽装置5的圆形导槽51上的反作用力推动行星缸体1在圆形导轨4的内齿圈上滚动，行星缸体1圆心的圆周运动驱动偏心转轴3的偏心圆柱31围绕着偏心转轴3的旋转中心旋转，偏心转轴3就产生输出扭矩，即马达运转。
当给偏心转轴3输入扭矩时，偏心转轴3以其在端盖上的安装孔的旋转中心旋转，行星行星缸体1则一边围绕着偏心转轴3上的偏心圆柱31的轴线自转，一边在圆形导轨4的内齿圈上产生啮合滚动；同时滚轮22在导槽装置5的圆形导槽51内滚动；柱塞组件2上的柱塞20则在与行星缸体1上的柱塞孔11内往复运动，流体在两个流体通道接口之间形成压差，即泵运转。
行星缸体1上的外齿圈与带有圆形导轨4的外壳的内齿圈上的齿数比值决定了柱塞组件2的往复次数与偏心转轴3转速的比值，其值大于1，相当于柱塞组件2的数量增多，柱塞组件2的数量决定了出力特性。偏心转轴3上的偏心圆柱31的偏心量和柱塞孔11轴线到行星缸体1轴线的偏移距离，决定了流体压力作用力臂的大小。
权利要求
1.行星缸体式柱塞泵或马达，其特征在于它包括一个行星缸体(1)，该缸体(1)具有呈放射状、均布的多个柱塞孔(11)；多个柱塞组件(2)，该柱塞组件(2)与缸体(1)的柱塞孔(11)相配；一个用于传输扭矩的偏心转轴(3)，缸体(1)的圆心围绕着该偏心转轴(3)的回转轴心作圆周运动；一个圆形导轨(4)，用于提供所述行星缸体(1)的行星运动轨道；导槽装置(5)，用于限定所述柱塞组件(2)相对于缸体(1)的位移；一对端盖(6)，用于限定所述偏心转轴(3)的旋转轴线；所述柱塞组件(2)受导槽装置(5)的引导，在缸体(1)的柱塞孔(11)内作往复运动，由此产生的变化容积构成泵或马达的工作腔。
2.如权利要求1所述的柱塞泵或马达，其特征是所述缸体(1)上呈放射状的柱塞孔(11)的轴线不经过缸体(1)的轴线。
3.如权利要求1所述的柱塞泵或马达，其特征是所述柱塞组件(2)包括柱塞(20)、销轴(21)和在导槽装置(5)内滚动的滚轮(22)，所述销轴(21)穿过柱塞(20)，并与柱塞(20)的轴心线垂直，两个滚轮(22)分布在所述柱塞(20)的两边，并滑套在销轴(21)的端部。
4.如权利要求1所述的柱塞泵或马达，其特征是所述转轴(3)相对于其旋转中心有一个与缸体(1)的内圆(12)相配的偏心圆柱(31)，当转轴(3)旋转一周，缸体(1)的圆心就围绕转轴(3)的旋转中心也就是缸体(1)的行星运动中心完成一次圆周运动。
5.如权利要求1所述的柱塞泵或马达，其特征是所述缸体(1)设置有外齿圈，所述圆形导轨(4)设置有可与缸体(1)外齿圈相啮合的内齿圈，所述缸体(1)的圆心每完成一次圆周运动，缸体(1)就在圆形导轨(4)上滚动形成缸体(1)的行星运转。
6.如权利要求1所述的柱塞泵或马达，其特征是所述导槽装置(5)有一个可容纳柱塞组件(2)的滚轮(22)运动的圆形导槽(51)，当缸体(1)在圆形导轨(4)内滚动时，柱塞组件(2)相对于缸体(1)作往复运动。
7.如权利要求4所述的柱塞泵或马达，其特征是所述缸体(1)的内孔(12)设置有连通各个柱塞孔的配流口(13)，该配流口(13)是泵或马达工作腔的出入口。
8.如权利要求4所述的柱塞泵或马达，其特征是所述偏心转轴(3)的偏心圆柱(31)开有两个与缸体(1)的配流口(13)相适应的近半圆形的配流槽(32)，分别连通偏心转轴(3)内的两个流道(33)，泵或马达工作腔内的流体通过配流口(13)和配流槽(32)以及偏心转轴(3)内的流道(33)再与外界连通。
9.如权利要求2所述的柱塞泵或马达，其特征是所述缸体(1)上的柱塞孔(11)的底部最佳位置为不超过柱塞孔(11)轴线到缸体(1)轴线的垂直线位置。
10.如权利要求1所述的柱塞泵或马达，其特征是所述导槽装置(5)是在端盖(6)上形成的。
全文摘要
一种行星缸体式柱塞泵或马达，它包括一个缸体；一组与缸体相配的柱塞组件；一个偏心转轴，缸体的圆心围绕着该偏心转轴的回转轴心作圆周运动；一个限定缸体滚动的圆形导轨，缸体在圆形导轨内滚动构成行星运动；限定所述柱塞组件相对于缸体位移的导槽装置，柱塞组件在导槽装置的引导下，其在缸体上的柱塞孔内的往复运动构成的变化容积，形成泵或马达的工作腔。如偏心转轴旋转，缸体的圆心就会产生圆周运动，缸体的外圆就在圆形导轨的内圆上滚动，柱塞组件则相对于缸体进行往复运动。该柱塞泵或马达具有结构简单，零部件少，工艺性好，精度要求低；泵或马达工作腔的作用系数大于1，出力特性好的特点。
文档编号F01B13/06GK1687565SQ200510034840
公开日2005年10月26日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者张继恩, 刘岩, 冯冠平, 敬刚, 吴坚, 杨永刚, 胡益民 申请人:深圳清华大学研究院