[发明专利]恒定流量的凸轮泵转子型线及其生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及非接触凸轮泵转子，尤其涉及满足流量恒定凸轮泵转子型线。

背景技术

目前，凸轮泵广泛应用于食品、药品等的加工过程中，并能输送有一定黏度（或颗粒状）的介质，具有结构简单、对产品的剪切力小以及稳定运输等优点。现阶段转子型线为渐开线、摆线等，齿顶或齿根处一般都是采用圆弧。由于曲线不是一个整体性，在运输介质过程中，尤其是在两段曲线的连接处会发生很大“脉动”现象，既产生了噪声又不能保证介质的平稳恒量的输送。

发明内容

本发明的目的是提供一种恒定流量的凸轮泵转子型线及其生成方法。

 本发明是恒定流量的凸轮泵转子型线及其生成方法，凸轮泵转子型线关于对称轴完全对称，其特征在于转子的主体型线采用渐开线（CD），齿根和齿顶部分由第一圆弧段（AB）、第二圆弧段（EF）构成，过渡曲线是承接渐开线和圆弧的第一高阶曲线（BC）、第二高阶曲线（DE），五段曲线首尾连接构成转子型线的1/4，根据对称原理得到整个凸轮泵转子的型线。

 恒定流量的凸轮泵转子型线的生成方法，其步骤为：

（1）确定基圆半径                                                ，根据转子啮合原理，应用图形的几何公式推导出齿顶和齿根的第一高阶曲线（BC）、第二高阶曲线（DE）的圆弧半径，在给定的压力角条件下，得到主体渐开线(CD)；

（2）从最优化的角度出发，在圆弧曲线和渐开线衔接处应用一条高阶曲线(BC、DE)，并将各曲线首尾相接。

本发明的有益之处是，能够有效地消除噪音、减轻磨损，延长泵的使用寿命。根据输送介质的不同（颗粒的大小），设计两转子间间隙，使介质安全平稳的输送。

 附图说明

图1是本发明的转子的模型，图2是本发明凸轮泵结构示意图。

具体实施方式

 本发明是恒定流量的凸轮泵转子型线及其生成方法，如图1所示，凸轮泵转子型线关于对称轴完全对称，转子的主体型线采用渐开线CD，齿根和齿顶部分由第一圆弧段AB、第二圆弧段EF构成，过渡曲线是承接渐开线和圆弧的第一高阶曲线BC、第二高阶曲线DE，五段曲线首尾连接构成转子型线的1/4，根据对称原理得到整个凸轮泵转子的型线。

 如图1所示，凸轮泵转子采用二维齿形模型，整个转子型线采用完全对称设计，型线应用渐开线—过渡曲线—圆弧的多段曲线方法，其中过渡曲线为高阶曲线，保证整个曲线平滑过渡。

（1）凸轮泵转子型线自第一点（A）到第二点（B）为齿根圆弧，型线类型为圆弧曲线，其坐标满足下式：

，

;；

（2）凸轮泵转子型线自第二点（B）到第三点（C）为过渡曲线弧，型线类型为高阶曲线，其初始表达式为：

y(x)=a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+……+a_nxⁿ_，

其中5≤n≤8;

为了使ρ()的三阶导数存在而且连续光滑，变化方程（1）的次数至少不低于5次，即要求n5。但是，随着方程次数的增高，曲线ρ()的二阶、三阶导数的最大值v_max，a_max将增大，因此方程次数也不宜太高，一般取n8。

这里取n=6，所求的过渡高阶曲线应是六次多项式为：

   

y(x)=0.000017202293931969x⁶-0.00193569832190059x⁵+0.065095264337714425x⁴+0.340271690960909013x³-68.5465649367347846x²+1496.29973984934275x-10595.3497610173759

  （3）凸轮泵转子型线自第三点（C）到第四点（D）为主体曲线，型线类型为渐开线，其坐标满足下式：

,

,

,

    其中：  ——基圆半径，=,