[發明專利]一種分段圓弧型羅茨轉子及其型線設計方法

有效

• 申請號: 201810762517.2
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108757447B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 王君;楊舒然;李宏鑫;趙峰;魏蜀紅;曹晨燕
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F04C18/12
• 分類號: F04C18/12;F04C29/00
• 代理公司: 北京達友眾邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11904
• 代理人: 劉艷梅

1.一種分段圓弧型羅茨轉子，包括：左羅茨轉子(Ⅰ)和右羅茨轉子(Ⅱ)，其特征是：左羅茨轉子(Ⅰ)與右羅茨轉子(Ⅱ)完全相同，左羅茨轉子(Ⅰ)關于x軸和y軸均對稱；左羅茨轉子(Ⅰ)的組成型線包括：8段圓弧和4段圓弧包絡線，按逆時針方向依次為：左第一齒根圓弧AB、左第一齒側圓弧包絡線BC、左第一齒側圓弧CD、左第一齒頂圓弧DE、左第二齒側圓弧EF、左第二齒側圓弧包絡線FG、左第二齒根圓弧GH、左第三齒側圓弧包絡線HI、左第三齒側圓弧IJ、左第二齒頂圓弧JK、左第四齒側圓弧KL和左第四齒側圓弧包絡線LA，其中相鄰曲線全部光滑連接；

左羅茨轉子(Ⅰ)上的左第一齒根圓弧AB、左第一齒頂圓弧DE、左第二齒根圓弧GH和左第二齒頂圓弧JK的圓心角相等，均為2θ，且半徑相等，均為R₁-R₂，其中，R₁為轉子外圓半徑，mm；R₂為節圓半徑，mm；點C、點I分別為第一、三象限的角平分線與節圓的交點，點F、點L分別為第二、四象限的角平分線與節圓的交點。

2.根據權利要求1所述的一種分段圓弧型羅茨轉子，其特征是：左羅茨轉子(Ⅰ)和右羅茨轉子(Ⅱ)在做同步異向雙回轉運動中能夠實現完全正確的嚙合，嚙合關系為：左羅茨轉子(Ⅰ)上的左第一齒根圓弧AB、左第一齒側圓弧包絡線BC、左第一齒側圓弧CD、左第一齒頂圓弧DE、左第二齒側圓弧EF、左第二齒側圓弧包絡線FG、左第二齒根圓弧GH、左第三齒側圓弧包絡線HI、左第三齒側圓弧IJ、左第二齒頂圓弧JK、左第四齒側圓弧KL和左第四齒側圓弧包絡線LA分別與右羅茨轉子(Ⅱ)上的右第一齒頂圓弧ab、右第一齒側圓弧bc、右第一齒側圓弧包絡線cd、右第一齒根圓弧de、右第二齒側圓弧包絡線ef、右第二齒側圓弧fg、右第二齒頂圓弧gh、右第三齒側圓弧hi、右第三齒側圓弧包絡線ij、右第二齒根圓弧jk、右第四齒側圓弧包絡線kl和右第四齒側圓弧la對應嚙合。

3.根據權利要求1所述的一種分段圓弧型羅茨轉子，其特征是：左羅茨轉子(Ⅰ)的型線設計方法如下：

(1)給定羅茨轉子的外圓半徑R₁、節圓半徑R₂和圓弧圓心角2θ的數值；

(2)根據給定的數值，確定左第一齒根圓弧AB和左第一齒頂圓弧DE的方程：

左第一齒根圓弧AB的方程為：

左第一齒頂圓弧DE的方程為：

(3)確定左第一齒側圓弧CD的圓心點P坐標與其半徑R_CD的大?。?/p>

圓心點P的坐標(x_P，y_P)值為以下方程組的解：

半徑R_CD由下式確定：

(4)確定左第一齒側圓弧CD的方程：

(5)確定左第一齒側圓弧包絡線BC的方程：

其中：

(6)左羅茨轉子(Ⅰ)關于x軸和y軸均對稱，根據對稱性得到左第二齒根圓弧GH、左第二齒頂圓弧JK、左第二齒側圓弧EF、左第三齒側圓弧IJ、左第四齒側圓弧KL、左第二齒側圓弧包絡線FG、左第三齒側圓弧包絡線HI和左第四齒側圓弧包絡線LA的方程；

以上：t—角度參數，rad；

(7)依據步驟(1)～(6)所確定的左羅茨轉子(Ⅰ)的各組成曲線的方程繪制出左羅茨轉子(Ⅰ)的型線。