[发明专利]椭圆—圆弧复合摆线转子机油泵及其转子和转子设计方法

权利要求书

1.一种椭圆—圆弧复合摆线转子，包括相互啮合的内转子和外转子，其特征在于：外转子的齿数比内转子的齿数多一个，外转子的每个齿的齿廓由一段椭圆弧和与该椭圆弧相切的一段圆弧组成，该椭圆弧弧长从齿顶点A至椭圆—圆弧复合点F，该圆弧弧长从椭圆—圆弧复合点F至齿底；内转子的每个齿的齿廓为外转子齿廓的全共轭曲线，且内、外转子为单齿啮合。

2.一种如权利要求1所述的椭圆—圆弧复合摆线转子的设计方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)，确定转子啮合间隙Δ与椭圆—圆弧复合点F的关系；

在已有的同尺寸椭圆弧摆线机油泵转子的外转子齿廓上由齿顶点A至啮合界线点B之间设计一段椭圆弧，并在此椭圆弧上选取任意一点F为椭圆—圆弧复合点，则椭圆—圆弧复合点F与外转子椭圆弧段的啮合界线点B之间齿廓长度为令为齿顶顶点A至啮合界线点B的弧长与齿顶顶点A至椭圆—圆弧复合点F的弧长的差值，即

该椭圆—圆弧复合摆线转子的外转子椭圆弧段的参数方程为：

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

式(1)中a为椭圆弧的长半轴长，b为椭圆弧的短半轴长，R为椭圆弧中心到外转子中心的距离，t为参变量；

在椭圆—圆弧复合点F时，t＝t_F，在齿底圆弧段顶点G时，t＝t_G；

因F点在外转子齿廓椭圆弧段上，则F点坐标为(x_F,y_F)，

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

根据齿数等分得到的角度，过外转子几何中心O₁，作外转子对称线Z，并过椭圆—圆弧复合点F做外转子的法线，与外转子对称线Z相交于点O_h，设O_h点坐标为

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为内转子齿数；

内外转子间啮合间隙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为内外转子的偏心距；

联立方程(1)-(5)，即可求出与啮合间隙Δ的关系，从而确定啮合间隙Δ的具体大小；

步骤(2)，连接椭圆—圆弧复合点F以及步骤(1)中确定的点O_h，以O_hF段长度为半径，以点O_h为圆心做圆弧其中点G为齿底圆弧段顶点；则椭圆弧和圆弧相切于椭圆—圆弧复合点F，且椭圆弧和圆弧组成椭圆—圆弧复合摆线转子的外转子齿廓；

然后结合步骤(1)内确定的啮合间隙Δ来确定椭圆—圆弧复合点F的具体位置；

步骤(3)，根据外转子齿廓设计内转子齿廓；

外转子齿廓段的方程为：

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

段方程为：

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

内转子齿廓是外转子齿廓的共轭曲线，内转子齿廓是外转子齿廓的共轭曲线，内转子齿廓方程为：

式(8)中：x₁与y₁分别为内转子齿廓的横坐标和纵坐标，与分别为相对应的外转子和内转子的转角；

步骤(4)，计算转子啮合的滑动率与重合度，验证设计的可行性。

3.一种椭圆—圆弧复合摆线转子机油泵，其特征在于：该机油泵的转子为权利要求1所述的椭圆—圆弧复合摆线转子。