[发明专利]一种分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法

权利要求书

1.一种分段圆弧型罗茨转子，包括：左罗茨转子(Ⅰ)和右罗茨转子(Ⅱ)，其特征是：左罗茨转子(Ⅰ)与右罗茨转子(Ⅱ)完全相同，左罗茨转子(Ⅰ)关于x轴和y轴均对称；左罗茨转子(Ⅰ)的组成型线包括：8段圆弧和4段圆弧包络线，按逆时针方向依次为：左第一齿根圆弧AB、左第一齿侧圆弧包络线BC、左第一齿侧圆弧CD、左第一齿顶圆弧DE、左第二齿侧圆弧EF、左第二齿侧圆弧包络线FG、左第二齿根圆弧GH、左第三齿侧圆弧包络线HI、左第三齿侧圆弧IJ、左第二齿顶圆弧JK、左第四齿侧圆弧KL和左第四齿侧圆弧包络线LA，其中相邻曲线全部光滑连接；

左罗茨转子(Ⅰ)上的左第一齿根圆弧AB、左第一齿顶圆弧DE、左第二齿根圆弧GH和左第二齿顶圆弧JK的圆心角相等，均为2θ，且半径相等，均为R₁-R₂，其中，R₁为转子外圆半径，mm；R₂为节圆半径，mm；点C、点I分别为第一、三象限的角平分线与节圆的交点，点F、点L分别为第二、四象限的角平分线与节圆的交点。

2.根据权利要求1所述的一种分段圆弧型罗茨转子，其特征是：左罗茨转子(Ⅰ)和右罗茨转子(Ⅱ)在做同步异向双回转运动中能够实现完全正确的啮合，啮合关系为：左罗茨转子(Ⅰ)上的左第一齿根圆弧AB、左第一齿侧圆弧包络线BC、左第一齿侧圆弧CD、左第一齿顶圆弧DE、左第二齿侧圆弧EF、左第二齿侧圆弧包络线FG、左第二齿根圆弧GH、左第三齿侧圆弧包络线HI、左第三齿侧圆弧IJ、左第二齿顶圆弧JK、左第四齿侧圆弧KL和左第四齿侧圆弧包络线LA分别与右罗茨转子(Ⅱ)上的右第一齿顶圆弧ab、右第一齿侧圆弧bc、右第一齿侧圆弧包络线cd、右第一齿根圆弧de、右第二齿侧圆弧包络线ef、右第二齿侧圆弧fg、右第二齿顶圆弧gh、右第三齿侧圆弧hi、右第三齿侧圆弧包络线ij、右第二齿根圆弧jk、右第四齿侧圆弧包络线kl和右第四齿侧圆弧la对应啮合。

3.根据权利要求1所述的一种分段圆弧型罗茨转子，其特征是：左罗茨转子(Ⅰ)的型线设计方法如下：

(1)给定罗茨转子的外圆半径R₁、节圆半径R₂和圆弧圆心角2θ的数值；

(2)根据给定的数值，确定左第一齿根圆弧AB和左第一齿顶圆弧DE的方程：

左第一齿根圆弧AB的方程为：

左第一齿顶圆弧DE的方程为：

(3)确定左第一齿侧圆弧CD的圆心点P坐标与其半径R_CD的大小：

圆心点P的坐标(x_P，y_P)值为以下方程组的解：

半径R_CD由下式确定：

(4)确定左第一齿侧圆弧CD的方程：

(5)确定左第一齿侧圆弧包络线BC的方程：

其中：

(6)左罗茨转子(Ⅰ)关于x轴和y轴均对称，根据对称性得到左第二齿根圆弧GH、左第二齿顶圆弧JK、左第二齿侧圆弧EF、左第三齿侧圆弧IJ、左第四齿侧圆弧KL、左第二齿侧圆弧包络线FG、左第三齿侧圆弧包络线HI和左第四齿侧圆弧包络线LA的方程；

以上：t—角度参数，rad；

(7)依据步骤(1)～(6)所确定的左罗茨转子(Ⅰ)的各组成曲线的方程绘制出左罗茨转子(Ⅰ)的型线。