[發明專利]一種齒頂圓齒根圓相切配兩側為凸輪弧線的凸輪轉子

在審

• 申請號: 201410372332.2
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104265629A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 何家密
• 主分類號: F04C15/00
• 分類號: F04C15/00;F04C29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種凸輪泵，尤其適合氣體、汽體及液體為流體的轉子動力輸出和流體輸出。?

背景技術

目前，凸輪泵具有流量大、波動小、壓力大、無流動死點、振動小的特點，并且兩軸轉子間為全程滾動漸進的緊密相切配合，磨損小，密封性好，但是由于其轉子弧線與齒頂圓、齒根圓只是相切關系，所以轉子與殼體為殼體內大圓與轉子小半徑弧線的線性間隙相配，密封性差，縮小了其的使用范圍。而齒輪泵具有壓力大、波動小、無流動死點的特點，其齒頂與殼體內圓為面相配，有較好的密封性，但其流量小，易磨損，并且由于其齒頂高和齒根高不相等，因此兩軸轉子的齒合處間隙較大，密封性差，造成其作為泵的使用范圍很小。所以要使齒合泵能在流量、壓力、振動、磨損、密封性能等要素得到更好兼取，擴大其應用范圍，是一個重要的研究課題。?

發明內容

本發明目的是提供一種能使凸輪齒合泵在流量、壓力、振動、磨損、密封性能及波動等要素可以很好兼取的凸輪轉子型線設計及其生成方法。其兩軸凸輪配合運轉方式是：O₁的齒頂圓與O₂齒根圓切合運行→兩輪側凸輪弧線切合運行→O₁的齒根圓與O₂的齒頂圓切合運行→兩輪側凸輪弧線切合運行→兩輪下一個齒角的相同順序運行。其與一般凸輪轉子的特點是以可調整比例以及可調整圓弧長度的、兩輪分別相切配的齒頂圓弧和齒根圓弧加上按凸輪弧線設計生成的側弧線組成轉子輪廓線，即是在每個齒角的凸輪弧線的頂角和凹角中間加上齒頂圓弧線段和齒根圓弧線段。其具有凸輪轉子的優點、齒輪轉子與殼內圓的面積配合優點以及調整適應能力強的特點。?

本發明是加入齒頂圓和齒根圓相切運行的辦法，使凸輪齒合泵在流量、壓力、振動、密封性能及波動等要素得到可以很好兼取的凸輪轉子型線設計及其生成方法，其特征為分度圓直徑d＝（齒根圓直徑+齒頂圓直徑）÷2，按凸輪弧線設計方法生成凸角左側交于f點的側弧線（u₁、v₁）、右側交于（g）點的側弧線（u、v）加上根部齒根圓線段（m），再加上頂端齒頂圓線段（n），就構成了轉子型線一個齒角，根據各角相同的原則復制得到整個凸輪泵轉子的型線。?

本發明是加入齒頂圓和齒根圓相切運行的辦法，使凸輪齒合泵在流量、壓力、振動、密封性能及波動等要素得到很好兼取的凸輪轉子型線設計及其生成方法，其技術方案和步驟是：?

（1）根據給定的流體流量、壓力以及速度等條件，確定轉子圓基本外徑；再根據流體性質和動力是輸出或輸入等因素確定外徑即齒頂圓與齒根圓的比例，并且取齒頂高等于齒根高，以及取定合理的開角角度（a、b）和轉子與殼內圓配合面積的齒頂圓弧長度（n）。

（2）生成側弧線的方法1，取側弧線與齒頂圓、齒根圓相切或相交時，取（m）的弧角度取＝（n）的弧角度，根據開角角度，按照相同凸輪齒數的凸輪齒合弧線的設計原理，分別過（g）點和（n、m）的端點取得側弧線（u、v），兩端分別與（n）、（m）的端點相切或相交，側弧線（u、v）整體要順滑。相同的方法和要求得到另一側弧線（u₁、v₁），該側弧線可以和側弧線（u、v）不相同。?

?（3）生成側弧線的方法2，取側弧線兩端分別與齒頂圓和齒根圓按要求有角度相交時，根據開角角度，按照相同凸輪齒數的凸輪齒合弧線的設計原理，過（n）的端點以及分別過（f????、g）點作弧線，其各自的兩個端點在凹、凸齒角中心線上與分度圓距離相等并且距離大于d-d_α，側弧線與齒根圓相交得（m）。這兩種方法修剪后得（n+u+v+u₁+v₁+m）共同構成一個齒角的弧線。?

（4）齒數的確定：轉子為動力輸出和流體為流體時，可以根據需要取多一些齒數；轉子為動力輸入和流體為氣體時，要減小齒數。?

（5）按照齒厚等于槽寬及各角相同的原則，剪切得到整個凸輪輪廓弧線。?

本發明凸輪轉子的有益效果是：?

（1）其兩側弧線按照凸輪弧線的設計方法取得，繼承了凸輪泵具有流量大、壓力大、振動小、波動小以及轉子間密封的優點。

（2）齒頂圓弧線段（n）是轉子與殼內圓配合面積的弧長，決定了轉子與殼內圓的密封性能有了很大提高，使其適應擴大到流體為氣體方面的應用。?