转子机油泵圆弧齿型线设计方法技术

本发明专利技术公开了一种转子机油泵圆弧齿型线设计方法，所述转子机油泵圆弧齿型线包括内转子的圆弧齿型线和外转子的圆弧齿型线，其中内转子的圆弧齿型线中所有轮齿的型线相同，且每个轮齿的型线对称设置，外转子的圆弧齿型线中所有轮齿的型线相同，且每个轮齿的型线对称设置，在内转子与外转子的轮齿之间存在齿间间隙；还包括以下步骤：S1：设计出内转子的半齿型线；S2：得到完整的内转子齿型线；S3：得到满足啮合基本定律保证定传动比的外转子型线；S4：得到等距曲线，所述等距曲线为所需的外转子型线。内转子和外转子均是通过计算获得的数据，整个型线的精度高，通过本申请的设计方法能实现任意参数的设计，为新品开发提供了技术支持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
转子机油泵圆弧齿型线设计方法


[0001]本专利技术属于汽车发动机和变速箱的机油泵以及机床的供油装置
，具体涉及一种转子机油泵圆弧齿型线设计方法。

技术介绍

[0002]转子机油泵具有体积小、结构简单、低噪音、运转平稳和容积效率高的特点。随着汽车工业的发展，需求量愈来愈大。但到目前为止，其产品仍需从国外大量进口。转子机油泵的核心部件为内转子和外转子，其中内转子和外转子之间的啮合如图1所示，在图1中，O1为内转子的回转中心，O2为外转子的回转中心，O1和O2间的距离称为偏心距e。内转子的角速度为ω1，在内转子的驱动下，外转子以ω2的角速度同向转动，实现了容积的变化、介质压缩的作用。当内转子的型线改变时，其改变的容积变化的规律，从而影响整个机油泵的性能的优劣。
[0003]国内机油泵生产厂家的一般做法是对同类产品的内、外转子的型线进行检测获得数据，由于型线的精度要求高，往往是多次检测，修改数据，试验，产品开发周期长。当要求配置不同规格的机油泵时，若无现有产品参照，则开发无法完成。
[0004]现有技术中，有针对摆线转子泵的设计理论，但是其具有以下缺点：(1)各轮齿同时接触，使得轮齿在相对滑动速度较大处接触时极易磨损；(2)受设计参数的制约，当设计参数使得型线的理论轮廓线曲率半径较小时，形成的实际轮廓线将出现失真，导致设计不能完成。

技术实现思路

[0005]本专利技术拟提供一种转子机油泵圆弧齿型线设计方法，能设计出圆弧齿型线的内转子和外转子。
[0006]为此，本专利技术所采用的技术方案为：一种转子机油泵圆弧齿型线设计方法，所述转子机油泵圆弧齿型线包括内转子的圆弧齿型线和外转子的圆弧齿型线，其中内转子的圆弧齿型线中所有轮齿的型线相同，且每个轮齿的型线对称设置，外转子的圆弧齿型线中所有轮齿的型线相同，且每个轮齿的型线对称设置，在内转子与外转子的轮齿之间存在齿间间隙；
[0007]还包括以下步骤：
[0008]S1：设计出内转子的半齿型线，内转子的半齿型线由几段光滑圆弧曲线和一段过渡曲线组成；
[0009]S2：将S1中设计出的内转子的半齿型线对称能得到内转子的单齿型线，再将内转子的单齿型线旋转形成完整的内转子齿型线；
[0010]S3：根据齿廓啮合基本定律，通过S2中得到的内转子的型线求得满足啮合基本定律保证定传动比的外转子型线；
[0011]S4：通过S3中求得的外转子型线求得等距曲线，所述等距曲线为所需的外转子型
线。
[0012]作为上述方案中的优选，所述S1中内转子的半齿型线由1
′‑2′
、2
′‑3′
、3
′‑4′
、4
′‑5′
、5
′‑6′
、6
′‑7′
六段圆弧曲线和0
′‑1′
一段二次方程过渡曲线组成，在S1中设计的是位于坐标系第三象限内靠近Y轴的半齿，且7
′
点的位置为内转子的齿顶与Y轴的交点，0
′
点的位置为内转子齿根圆上的点，在0
′
点的切线与水平线之间的夹角为β，则0
′
点和7
′
点的坐标为：
[0013]x0′
＝
‑
r
f1
sinβ，y0′
＝r
f1
cosβ，x7′
＝0，y7′
＝r
a1
[0014]其中β为内转子轮齿半角，由公式计算可得，其中Z1为内转子的齿数，r
f1
为内转子的齿根圆半径，r
a1
为内转子的齿顶圆半径，且r
a1
＝r
f1
+2e，其中e为内转子与外转子之间的偏心距；
[0015]由二次方程的一般形式y＝ax2+bx+c求导，能得到切线方程为将0
′
点和1
′
点的坐标，其中1
′
点的坐标为设定值，代入到二次方程里，同时由0
′
点的切线能得到：
[0016][0017]联立求解，能得到二次方程的系数a、b、c，则得到0
′‑1′
段过渡曲线，然后得到在1
′
点处的曲率中心坐标x
q1
、y
q1
的值为：
[0018]x
q1
＝x1′
‑
(b+2ax1′
)(1+(b+2ax1′
)2)/2a
[0019]y
q1
＝y1′
+(1+(b+2ax1′
)2)/2a
[0020]则1
′
点处的曲率半径ρ为：
[0021][0022]由于0
′‑1′
段与1
′‑2′
段为光滑连接，所以1
′‑2′
段的圆弧中心1点在1
′
点处的曲率中心与1
′
点的连线上，得到0
′
点和1
′
点曲率中心之间的夹角α0为：
[0023][0024]在指定1
′‑2′
段的圆弧半径R1后，1
′‑2′
段的圆弧中心1点的坐标为：
[0025]x1＝x
q1
+(ρ
‑
R1)sin(β+α0)
[0026]y1＝y
q1
+(ρ
‑
R1)cos(β+α0)
[0027]在指定1
′‑2′
段的圆心角α1后，则2
′
的坐标为：
[0028]x2′
＝x1+R1sin(β+α0+α1)
[0029]y2′
＝y1+R1cos(β+α0+α1)
[0030]由于1
′‑2′
段与2
′‑3′
段为光滑连接，则2
′‑3′
段的圆弧中心2点在2
′
点和1点的连
线上，在指定2
′‑3′
段圆心角α2和2
′‑3′
段的半径R2后，2
′‑3′
段圆弧中心2点的坐标和3
′
的坐标为：
[0031]x2＝x1+(R1‑
R2)sin(β+α0+α1)
[0032]y2＝y1+(R1‑
R2)cos(β+α0+α1)
[0033]x3′
＝x2+R2sin(β+α0+α1+α2)
[0034]y3′
＝y2+R2cos(β+α0+α1+α2)
[0035]由于2
′‑3′
段与3
′‑4′
段为光滑连接，则3
′‑4′
段的圆弧中心3点在3
′
点和2点的连线上，在指定3
′‑4′...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子机油泵圆弧齿型线设计方法，其特征在于：所述转子机油泵圆弧齿型线包括内转子的圆弧齿型线和外转子的圆弧齿型线，其中内转子的圆弧齿型线中所有轮齿的型线相同，且每个轮齿的型线对称设置，外转子的圆弧齿型线中所有轮齿的型线相同，且每个轮齿的型线对称设置，在内转子与外转子的轮齿之间存在齿间间隙；还包括以下步骤：S1：设计出内转子的半齿型线，内转子的半齿型线由几段光滑圆弧曲线和一段过渡曲线组成；S2：将S1中设计出的内转子的半齿型线对称能得到内转子的单齿型线，再将内转子的单齿型线旋转形成完整的内转子齿型线；S3：根据齿廓啮合基本定律，通过S2中得到的内转子的型线求得满足啮合基本定律保证定传动比的外转子型线；S4：通过S3中求得的外转子型线求得等距曲线，所述等距曲线为所需的外转子型线。2.根据权利要求1中所述的转子机油泵圆弧齿型线设计方法，其特征在于：所述S1中内转子的半齿型线由1
′‑2′
、2
′‑3′
、3
′‑4′
、4
′‑5′
、5
′‑6′
、6
′‑7′
六段圆弧曲线和0
′‑1′
一段二次方程过渡曲线组成，在S1中设计的是位于坐标系第三象限内靠近Y轴的半齿，且7
′
点的位置为内转子的齿顶与Y轴的交点，0
′
点的位置为内转子齿根圆上的点，在0
′
点的切线与水平线之间的夹角为β，则0
′
点和7
′
点的坐标为：x0′
＝
‑
r
f1
sinβ，y0′
＝r
f1
cosβ，x7′
＝0，y7′
＝r
a1
其中β为内转子轮齿半角，由公式计算可得，其中Z1为内转子的齿数，r
f1
为内转子的齿根圆半径，r
a1
为内转子的齿顶圆半径，且r
a1
＝r
f1
+2e，其中e为内转子与外转子之间的偏心距；由二次方程的一般形式y＝ax2+bx+c求导，能得到切线方程为将0
′
点和1
′
点的坐标，其中1
′
点的坐标为设定值，代入到二次方程里，同时由0
′
点的切线能得到：联立求解，能得到二次方程的系数a、b、c，则得到0
′‑1′
段过渡曲线，然后得到在1
′
点处的曲率中心坐标x
q1
、y
q1
的值为：x
q1
＝x1′
‑
(b+2ax1′
)(1+(b+2ax1′
)2)/2ay
q1
＝y1′
+(1+(b+2ax1′
)2)/2a则1
′
点处的曲率半径ρ为：由于0
′‑1′
段与1
′‑2′
段为光滑连接，则1
′‑2′
段的圆弧中心1点在1
′
点处的曲率中心与1
′
点的连线上，得到0
′
点和1
′
点曲率中心之间的夹角α0为：
在指定1
′‑2′
段的圆弧半径R1后，1
′‑2′
段的圆弧中心1点的坐标为：x1＝x
q1
+(ρ
‑
R1)sin(β+α0)y1＝y
q1
+(ρ
‑
R1)cos(β+α0)在指定1
′‑2′
段的圆心角α1后，则2
′
的坐标为：x2′
＝x1+R1sin(β+α0+α1)y2′
＝y1+R1cos(β+α0+α1)由于1
′‑2′
段与2
′‑3′
段为光滑连接，则2
′‑3′
段的圆弧中心2点在2
′
点和1点的连线上，在指定2
′‑3′
段圆心角α2和2
′‑3′
段的半径R2后，2
′‑3′
段圆弧中心2点的坐标和3
′
的坐标为：x2＝x1+(R1‑
R2)sin(β+α0+α1)y2＝y1+(R1‑
R2)cos(β+α0+α1)x3′
＝x2+R2sin(β+α0+α1+α2)y3′
＝y2+R2cos(β+α0+α1+α2)由于2
′‑3′
段与3
′‑4′
段为光滑连接，则3
′‑4′
段的圆弧中心3点在3
′
点和2点的连线上，在指定3
′‑4′
段圆心角α3和3
′...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨章福，涂山奎，陈波，刘雅冰，李国强，
申请(专利权)人：重庆华孚工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：