[發明專利]轉子機油泵圓弧齒型線設計方法

在審

• 申請號: 202211273477.8
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115688395A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 楊章福;涂山奎;陳波;劉雅冰;李國強
• 申請（專利權）人: 重慶華孚工業股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/10;F04C2/08;F04C2/10
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 譚春艷

1.一種轉子機油泵圓弧齒型線設計方法，其特征在于：所述轉子機油泵圓弧齒型線包括內轉子的圓弧齒型線和外轉子的圓弧齒型線，其中內轉子的圓弧齒型線中所有輪齒的型線相同，且每個輪齒的型線對稱設置，外轉子的圓弧齒型線中所有輪齒的型線相同，且每個輪齒的型線對稱設置，在內轉子與外轉子的輪齒之間存在齒間間隙；

還包括以下步驟：

S1：設計出內轉子的半齒型線，內轉子的半齒型線由幾段光滑圓弧曲線和一段過渡曲線組成；

S2：將S1中設計出的內轉子的半齒型線對稱能得到內轉子的單齒型線，再將內轉子的單齒型線旋轉形成完整的內轉子齒型線；

S3：根據齒廓嚙合基本定律，通過S2中得到的內轉子的型線求得滿足嚙合基本定律保證定傳動比的外轉子型線；

S4：通過S3中求得的外轉子型線求得等距曲線，所述等距曲線為所需的外轉子型線。

2.根據權利要求1中所述的轉子機油泵圓弧齒型線設計方法，其特征在于：所述S1中內轉子的半齒型線由1′-2′、2′-3′、3′-4′、4′-5′、5′-6′、6′-7′六段圓弧曲線和0′-1′一段二次方程過渡曲線組成，在S1中設計的是位于坐標系第三象限內靠近Y軸的半齒，且7′點的位置為內轉子的齒頂與Y軸的交點，0′點的位置為內轉子齒根圓上的點，在0′點的切線與水平線之間的夾角為β，則0′點和7′點的坐標為：

x_0′＝-r_f1sinβ，y_0′＝r_f1cosβ，x_7′＝0，y_7′＝r_a1

其中β為內轉子輪齒半角，由公式計算可得，其中Z₁為內轉子的齒數，r_f1為內轉子的齒根圓半徑，r_a1為內轉子的齒頂圓半徑，且r_a1＝r_f1+2e，其中e為內轉子與外轉子之間的偏心距；

由二次方程的一般形式y＝ax²+bx+c求導，能得到切線方程為將0′點和1′點的坐標，其中1′點的坐標為設定值，代入到二次方程里，同時由0′點的切線能得到：

聯立求解，能得到二次方程的系數a、b、c，則得到0′-1′段過渡曲線，然后得到在1′點處的曲率中心坐標x_q1、y_q1的值為：

x_q1＝x_1′-(b+2ax_1′)(1+(b+2ax_1′)²)/2a

y_q1＝y_1′+(1+(b+2ax_1′)²)/2a

則1′點處的曲率半徑ρ為：

由于0′-1′段與1′-2′段為光滑連接，則1′-2′段的圓弧中心1點在1′點處的曲率中心與1′點的連線上，得到0′點和1′點曲率中心之間的夾角α₀為：

在指定1′-2′段的圓弧半徑R₁后，1′-2′段的圓弧中心1點的坐標為：

x₁＝x_q1+(ρ-R₁)sin(β+α₀)

y₁＝y_q1+(ρ-R₁)cos(β+α₀)

在指定1′-2′段的圓心角α₁后，則2′的坐標為：

x_2′＝x₁+R₁sin(β+α₀+α₁)

y_2′＝y₁+R₁cos(β+α₀+α₁)

由于1′-2′段與2′-3′段為光滑連接，則2′-3′段的圓弧中心2點在2′點和1點的連線上，在指定2′-3′段圓心角α₂和2′-3′段的半徑R₂后，2′-3′段圓弧中心2點的坐標和3′的坐標為：

x₂＝x₁+(R₁-R₂)sin(β+α₀+α₁)

y₂＝y₁+(R₁-R₂)cos(β+α₀+α₁)

x_3′＝x₂+R₂sin(β+α₀+α₁+α₂)

y_3′＝y₂+R₂cos(β+α₀+α₁+α₂)

由于2′-3′段與3′-4′段為光滑連接，則3′-4′段的圓弧中心3點在3′點和2點的連線上，在指定3′-4′段圓心角α₃和3′-4′段的半徑R₃后，3′-4′段圓弧中心3點的坐標和4′的坐標為：

x₃＝x₂+(R₂-R₃)sin(β+α₀+α₁+α₂)

y₃＝y₂+(R₂-R₃)cos(β+α₀+α₁+α₂)

x_4′＝x₃+R₃sin(β+α₀+α₁+α₂+α₃)

y_4′＝y₃+R₃cos(β+α₀+α₁+α₂+α₃)

由于6′-7′段中7′點在Y軸上，且滿足位于Y軸的右半齒與左半齒對稱且光滑連接，則6′-7′段的圓弧中心6在在Y軸上，指定6′-7′段的圓弧半徑R₆和圓心角后，6′-7′段的圓弧中心6和6′的坐標為：

x₆＝0

y₆＝r_a1-R₆

x_6′＝x₆-R₆sinα₆

y_6′＝y₆+R₆cosα₆

由于5′-6′段與6′-7′段為光滑連接，則5′-6′段的圓弧中心5點在6′點和6點的連線上，在指定5′-6′段的圓心角α₅和5′-6′段的半徑R₅后，5′-6′段圓弧中心5點的坐標和5′的坐標為：

x₅＝-(R₆-R₅)sinα₆

y₅＝y₆+(R₆-R₅)cosα₆

x_5′＝x₅-R₅sin(α₅+α₆)

y_5′＝y₅-R₅cos(α₅+α₆)

3點和4′點連線的斜率K_34′和5點和5′點連線的斜率K_55′為：

由于3′-4′、4′-5′和5′-6′均為光滑連接，則4′-5′段的圓弧中心4在3點和4′點連線與5點和5′點連線的交點處，則能得4′-5′段的圓弧中心4的坐標為：

x₄＝(y₃-K_34′x₃)-(y₅-K_55′x₅)/(K_55′-K_34′)

y₄＝K_34′x₄+(y₃-K_34′x₃)

則點3到點4的距離L₃₄為：

則4′-5′段的圓弧半徑R₄和4′-5′段的圓心角α₄為：

R₄＝L₃₄-R₃

由此能得到各段圓弧的圓心坐標、起始角和終止角、各個交點的坐標，因此完成內轉子的半齒型線的設計。