[发明专利]爪式转子的单爪设计方法

摘要

本发明公开了一种爪式转子的单爪设计方法，该方法以参数化设计出相互共轭啮合的定义转子与共轭转子，包含：由曲线E、圆弧A、圆弧B、圆弧F、圆弧C、圆弧H，及直线Y，以及圆弧G等组成的定义转子的单爪外形曲线，其中：该圆弧H为相对于定义转子的圆心的圆弧C相对弧线，而该圆弧G的圆心为定义转子的圆心，其半径为圆心至圆弧H外侧端点的距离，其两端点恰可平滑的连接于圆弧C与圆弧H的外侧端点，由该方法所取得的单爪转子，当运用于须进行膨胀、压缩周期性循环运动的机械上，能提高压缩比与输送容积，且在运转的过程不会有噪音与震动的产生。

主权项

1.一种爪式转子的单爪设计方法，该方法用于制造相互共轭啮合的定义转子与共轭转子，以参数化设计出包含曲线E、圆弧A、圆弧B、圆弧F、圆弧C、圆弧H，及直线Y，以及圆弧G定义转子的单爪外形曲线，再由单爪的定义转子中各定义曲线的共轭曲线组成单爪的共轭转子，其中取得该定义转子的单爪外形曲线的方法包括：指定定义转子最大半径R、定义转子的宽度D、定义转子与共轭转子的节圆半径Rp及此二节圆的圆心t1，t3，此二节圆中心距为2Rp，Rp小于R，且R与Rp二者有一适当比例；取节圆的圆心t1作为定义转子的圆心，通过另一节圆的圆心t3作水平线h1，并在该水平线h1上取得一点P0，该点P0与圆心t1的水平距离为定义转子最大半径R，由该点P0绕节圆圆心t1产生共轭曲线E’，曲线E’相对于二节圆交点P7的对称曲线E，取此曲线E作为转子的叶片一部份，该曲线E在水平线h1上取得交点P3；由该水平线h1及定义转子圆心t1，半径为R的圆心角α，决定定义转子运动曲线的另一点P1，连接前述点P0与P1可取得定义转子的叶片外形曲线的圆弧A，且与曲线E平顺连接；于该圆心角α的夹边h2上取得第二圆心点t2，并经由如下公式求得第二圆心点t2的半径rB，即：$r_B+(R-r_B)\sin \alpha =\frac{D}{2}$ $r_B=\frac{D/2-R\sin \alpha }{1-\sin \alpha }$ 以点P1作为圆弧B的一端点，依半径rB取得一圆弧B并以第二圆心点t2上方的垂直位置获得该圆弧B的另一端点P2，圆弧B即为定义转子的叶片外形曲线一部份；以节圆圆心t3为圆心，定义转子的最大半径R为半径，取得圆弧F，该圆弧F的两端点分别在点P3，及与所指定圆心角β的夹边h3的交接点P4；取点P4为圆弧C的一个端点，并在该圆心角β的夹边h3上取得圆心点t4，并以半径rC为半径，另一端点P5在圆弧C的圆心t4下方的垂直位置，该半径rC 可由下式求得：$r_C+(r+r_C)\sin \beta =\frac{D}{2}$ $r_C=\frac{D/2-r\sin \beta }{1+\sin \beta }$ 取圆弧C的圆心t4相对于定义转子的圆心t1的对称点，作为圆弧H的圆心t5，该圆弧H的圆心t5的一端点P6在其垂直上方，即点P5相对于圆心t1的对称点P6，另一端点P9位于通过圆心t5与t4的延伸直线上，为该延伸直线与圆弧C交点P8相对于定义转子的圆心t1的对称点位置；连接点P2及点P6形成水平直线Y；取定义转子的圆心t1为圆弧G的圆心，并从该圆心至圆弧H外侧端点P9的距离作为半径，圆弧G的两端点P5与P9，即为圆弧C与圆弧H的外侧端点P5与点P9，可平滑使圆弧G、圆弧C及圆弧H连接一起；连接上述的曲线E、圆弧A、圆弧B、圆弧F、圆弧C、圆弧H，及直线Y，以及圆弧G组成定义转子的单爪外形曲线。