[發明專利]橢圓—圓弧復合擺線轉子機油泵及其轉子和轉子設計方法

有效

• 申請號: 201410493421.2
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104266063A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 蔡皓;李建;余立平;賈國海;鄂加強;鄧元望
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: F16N13/20
• 分類號: F16N13/20
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

1.一種橢圓—圓弧復合擺線轉子，包括相互嚙合的內轉子和外轉子，其特征在于：外轉子的齒數比內轉子的齒數多一個，外轉子的每個齒的齒廓由一段橢圓弧和與該橢圓弧相切的一段圓弧組成，該橢圓弧弧長從齒頂點A至橢圓—圓弧復合點F，該圓弧弧長從橢圓—圓弧復合點F至齒底；內轉子的每個齒的齒廓為外轉子齒廓的全共軛曲線，且內、外轉子為單齒嚙合。

2.一種如權利要求1所述的橢圓—圓弧復合擺線轉子的設計方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟(1)，確定轉子嚙合間隙Δ與橢圓—圓弧復合點F的關系；

在已有的同尺寸橢圓弧擺線機油泵轉子的外轉子齒廓上由齒頂點A至嚙合界線點B之間設計一段橢圓弧，并在此橢圓弧上選取任意一點F為橢圓—圓弧復合點，則橢圓—圓弧復合點F與外轉子橢圓弧段的嚙合界線點B之間齒廓長度為令為齒頂頂點A至嚙合界線點B的弧長與齒頂頂點A至橢圓—圓弧復合點F的弧長的差值，即

該橢圓—圓弧復合擺線轉子的外轉子橢圓弧段的參數方程為：

x(t)=asin(t)y(t)=R-bcos(t)---(1)]]>

式(1)中a為橢圓弧的長半軸長，b為橢圓弧的短半軸長，R為橢圓弧中心到外轉子中心的距離，t為參變量；

在橢圓—圓弧復合點F時，t＝t_F，在齒底圓弧段頂點G時，t＝t_G；

因F點在外轉子齒廓橢圓弧段上，則F點坐標為(x_F,y_F)，

xF=asin(tF)yF=R-bcos(tF)---(3)]]>

根據齒數等分得到的角度，過外轉子幾何中心O₁，作外轉子對稱線Z，并過橢圓—圓弧復合點F做外轉子的法線，與外轉子對稱線Z相交于點O_h，設O_h點坐標為

xoh=R+(a2-b2)bcos(tF)tan[π2(n-1n+1)]+abcot(tF)yoh=R+(a2-b2)bcos(tF)tan[π2(n-1n+1)]+abcot(tF)·tan[π2(n-1n+1)]---(4)]]>

式(4)中n為內轉子齒數；

內外轉子間嚙合間隙Δ：

Δ=R-b+e-xoh2+yoh2-(xF-xoh)2+(yF-yoh)2---(5)]]>

(x-xoh)2+(y-yoh)2=(xF-xoh)2+(yF-yoh)2]]>

式(5)中e為內外轉子的偏心距；

聯立方程(1)-(5)，即可求出與嚙合間隙Δ的關系，從而確定嚙合間隙Δ的具體大小；

步驟(2)，連接橢圓—圓弧復合點F以及步驟(1)中確定的點O_h，以O_hF段長度為半徑，以點O_h為圓心做圓弧其中點G為齒底圓弧段頂點；則橢圓弧和圓弧相切于橢圓—圓弧復合點F，且橢圓弧和圓弧組成橢圓—圓弧復合擺線轉子的外轉子齒廓；

然后結合步驟(1)內確定的嚙合間隙Δ來確定橢圓—圓弧復合點F的具體位置；

步驟(3)，根據外轉子齒廓設計內轉子齒廓；

外轉子齒廓段的方程為：

x(t)=asin(t)y(t)=R-bcos(t)(0≤t≤tF)---(6)]]>

段方程為：

(x-xoh)2+(y-yoh)2=(xF-xoh)2+(yF-yoh)2---(7)]]>

內轉子齒廓是外轉子齒廓的共軛曲線，內轉子齒廓是外轉子齒廓的共軛曲線，內轉子齒廓方程為：

式(8)中：x₁與y₁分別為內轉子齒廓的橫坐標和縱坐標，與分別為相對應的外轉子和內轉子的轉角；

步驟(4)，計算轉子嚙合的滑動率與重合度，驗證設計的可行性。

3.一種橢圓—圓弧復合擺線轉子機油泵，其特征在于：該機油泵的轉子為權利要求1所述的橢圓—圓弧復合擺線轉子。