CN109084163A - 一种抛物线型转子及机油泵 - Google Patents
一种抛物线型转子及机油泵 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于机油泵技术领域,公开了一种抛物线型转子及机油泵。该抛物线型转子包括相互啮合的外转子和内转子,外转子的齿廓包括抛物线,内转子的齿廓为抛物线的共轭曲线。本发明通过将外转子的齿廓设为抛物线型,以及内转子的齿廓设为与该抛物线型共轭的共轭曲线,进而当上述外转子与内转子啮合时,二者的啮合点高,参与啮合的型线区域多,传动性能好,转子磨损量少,减少了内外转子啮合传动过程中的打滑和冲击,提高转子机油泵的密封性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及机油泵技术领域,尤其涉及一种抛物线型转子及机油泵。
背景技术
机油泵按结构主要分为外啮合齿轮机油泵、内啮合转子机油泵和柱塞泵等,其作用是提高机油压力,被广泛应用于车辆及工程机械的润滑系统中,保证了机油在润滑系统内的不断循环。
现有的转子机油泵,其转子为圆弧—摆线型转子,这种转子的啮合点较低,在啮合界限处容易出现打滑和冲击,会加剧转子的磨损,进而引起设备的振动和噪声,进而降低机油泵的密封性能,最终影响机油泵的整体性能和设备可靠性。
因此,亟待需要提供一种新型抛物线型转子及机油泵来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抛物线型转子及机油泵,以解决现有转子机油泵在啮合界限处易出现打滑和冲击的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种抛物线型转子,包括相互啮合的外转子和内转子,外转子的齿廓包括抛物线AB,内转子的齿廓为抛物线AB的共轭曲线DE。
作为优选,外转子的齿廓还包括与抛物线AB连接的齿底圆弧B1C。
作为优选,抛物线AB与齿底圆弧B1C之间设有过渡圆角BB1,过渡圆角BB1分别与抛物线AB和齿底圆弧B1C相切。
作为优选,以内转子的中心O1为原点建立O1X1Y1坐标系,抛物线AB的参数方程为:
式中,t为参数坐标,a为抛物线AB的线型参数,R3为内转子的外径,tSAB为参数坐标t的起点坐标,tEAB为参数坐标t的终点坐标,xAB为抛物线AB的横坐标,yAB为抛物线AB的纵坐标。
作为优选,以外转子的中心O2为原点建立O2X2Y2坐标系,共轭曲线DE的参数方程为:
式中,为共轭曲线DE的相位参数,R1为外转子的齿底圆半径,R2为基圆半径,A为外转子与内转子的中心距,±和由内转子的旋转方向决定,t为参数坐标,xDE为共轭曲线DE的横坐标,yDE为共轭曲线DE的纵坐标,代表抛物线AB与共轭曲线DE连续相切。
作为优选,在O1X1Y1坐标系中,齿底圆弧B1C的参数方程为:
式中,为参数坐标t的起点坐标,为参数坐标t的终点坐标,为齿底圆弧B1C的横坐标,为齿底圆弧B1C的纵坐标。
作为优选,外转子齿数与内转子齿数的比值由R2/R1确定。
作为优选,外转子的齿数比内转子的齿数多一个。
一种机油泵,包括上述的抛物线型转子。
作为优选,还包括泵盖、泵壳和驱动轴,抛物线型转子设于泵盖和泵壳之间,驱动轴插设于内转子中,以带动内转子转动。
本发明的有益效果:
本发明通过将外转子的齿廓设为抛物线型,以及内转子的齿廓设为与该抛物线型共轭的共轭曲线,进而当上述外转子与内转子啮合时,二者的啮合点高,参与啮合的型线区域多,传动性能好,转子磨损量少,减少了内外转子啮合传动过程中的打滑和冲击,提高转子机油泵的密封性和可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的抛物线型转子的结构示意图;
图2是本发明提供的机油泵的分解示意图;
图3是本发明提供的抛物线型转子啮合时的原理图;
图4是现有技术中圆弧型转子啮合时的原理图。
图中:
1、外转子;2、内转子;3、泵盖;4、泵壳;5、驱动轴。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示,其为本发明提供的抛物线型转子的结构示意图。该抛物线型转子包括相互啮合的外转子1和内转子2,外转子1的齿廓包括抛物线AB,内转子2的齿廓为抛物线AB的共轭曲线DE。具体地,外转子1的齿廓还包括与抛物线AB连接的齿底圆弧B1C,抛物线AB与齿底圆弧B1C之间设有过渡圆角BB1,过渡圆角BB1分别与抛物线AB和齿底圆弧B1C相切。如此设置,可使外转子1的齿廓更加方便地进行加工。
具体地,以内转子2的中心O1为原点建立O1X1Y1坐标系,抛物线AB的参数方程为:
式中,t为抛物线AB的参数坐标,a为抛物线AB的线型参数(可根据实际需要自行设定),R3为内转子2的外径,tSAB为参数坐标t的起点坐标,tEAB为参数坐标t的终点坐标,xAB为抛物线AB的横坐标,yAB为抛物线AB的纵坐标。
具体地,再以外转子1的中心O2为原点建立O2X2Y2坐标系,共轭曲线DE的参数方程为:
式中,为共轭曲线DE的相位参数,R1为外转子1的齿底圆半径,R2为基圆半径,A为外转子1与内转子2的中心距,±和由内转子2的旋转方向决定,t为抛物线AB的参数坐标,xDE为共轭曲线DE的横坐标,yDE为共轭曲线DE的纵坐标,代表抛物线AB与共轭曲线DE连续相切,即抛物线AB与共轭曲线DE既不会产生干涉,也不会相互分离,两条曲线在啮合点的相对运动速度时刻与法线矢量相互垂直。
具体地,在O1X1Y1坐标系中,齿底圆弧B1C的参数方程为:
式中,为参数坐标t的起点坐标,为参数坐标t的终点坐标,为齿底圆弧B1C的横坐标,为齿底圆弧B1C的纵坐标。
具体地,外转子1齿数与内转子2齿数的比值由R2/R1确定,由此在设定转子参数时,技术人员可仅根据输入R1与R2的值,便能得到外转子1齿数与内转子2齿数最优选的比值。此外,外转子1的齿数比内转子2的齿数多一个,内转子2和外转子1相互啮合形成的区域的体积会由大到小、由小到大地循环变化,从而完成机油泵吸油和排油。根据实际需要外转子1齿数与内转子2齿数的比值可以选择4/3-9/8之间的比值范围。优选地,本实施方式中外转子1齿数与内转子2齿数的比值7/6。
本发明还提供了一种机油泵,该机油泵包括上述抛物线型转子,还包括泵盖3、泵壳4和驱动轴5,抛物线型转子设于泵盖3和泵壳4之间,驱动轴5插设于内转子2中,以带动内转子2转动。
为证明本发明提供的抛物线型转子相比现有技术中的转子(例如圆弧型转子)更具有优势,请参见图3和图4。图3中,抛物线型转子的啮合线为L1,抛物线参与啮合部分的展开角为α,啮合线L1的最高点与内转子的最高点的距离为H1;图4中,圆弧型转子的啮合线为L2,圆弧参与啮合部分的展开角为β,啮合线L2的最高点与内转子的最高点的距离为H2。抛物线型转子与圆弧形转子的齿数比、齿底圆半径、基圆半径和内转子外径均相同,不同仅在于:前者的外转子的齿廓为抛物线,内转子的齿廓为与抛物线共轭的共轭曲线;后者的外转子的齿廓为圆弧线,内转子的齿廓为与圆弧线共轭的共轭曲线。
通过测量得到:(1)α大于β,具体地,α比β大7.5%,这说明抛物线参与啮合的部分更大;(2)H1小于H2,具体地,H1比H2小9.8%,这说明抛物线的啮合点更高。由此可知,本发明通过将外转子1的齿廓设为抛物线型,以及内转子2的齿廓设为与该抛物线型共轭的共轭曲线,进而当上述外转子1与内转子2啮合时,二者的啮合点高,参与啮合的型线区域多,传动性能好,转子磨损量少,减少了内外转子啮合传动过程中的打滑和冲击,提高转子机油泵的密封性和可靠性。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术用户来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抛物线型转子,包括相互啮合的外转子(1)和内转子(2),其特征在于,所述外转子(1)的齿廓包括抛物线AB,所述内转子(2)的齿廓为所述抛物线AB的共轭曲线DE。
2.根据权利要求1所述的抛物线型转子,其特征在于,所述外转子(1)的齿廓还包括与所述抛物线AB连接的齿底圆弧B1C。
3.根据权利要求2所述的抛物线型转子,其特征在于,所述抛物线AB与所述齿底圆弧B1C之间设有过渡圆角BB1,所述过渡圆角BB1分别与所述抛物线AB和所述齿底圆弧B1C相切。
4.根据权利要求1所述的抛物线型转子,其特征在于,以所述内转子(2)的中心O1为原点建立O1X1Y1坐标系,所述抛物线AB的参数方程为:
式中,t为参数坐标,a为所述抛物线AB的线型参数,R3为所述内转子(2)的外径,tSAB为所述参数坐标t的起点坐标,tEAB为所述参数坐标t的终点坐标,xAB为所述抛物线AB的横坐标,yAB为所述抛物线AB的纵坐标。
5.根据权利要求4所述的抛物线型转子,其特征在于,以所述外转子(1)的中心O2为原点建立O2X2Y2坐标系,所述共轭曲线DE的参数方程为:
式中,为所述共轭曲线DE的相位参数,R1为所述外转子(1)的齿底圆半径,R2为基圆半径,A为所述外转子(1)与所述内转子(2)的中心距,±和由所述内转子(2)的旋转方向决定,t为参数坐标,xDE为所述共轭曲线DE的横坐标,yDE为所述共轭曲线DE的纵坐标, 代表所述抛物线AB与所述共轭曲线DE连续相切。
6.根据权利要求5所述的抛物线型转子,其特征在于,在所述O1X1Y1坐标系中,所述齿底圆弧B1C的参数方程为:
式中,为参数坐标t的起点坐标,为参数坐标t的终点坐标,为所述齿底圆弧B1C的横坐标,为所述齿底圆弧B1C的纵坐标。
7.根据权利要求5所述的抛物线型转子,其特征在于,所述外转子(1)齿数与所述内转子(2)齿数的比值由R2/R1确定。
8.根据权利要求7所述的抛物线型转子,其特征在于,所述外转子(1)的齿数比所述内转子(2)的齿数多一个。
9.一种机油泵,其特征在于,包括如权利要求1-8中任一项所述的抛物线型转子。
10.根据权利要求9所述的机油泵,其特征在于,还包括泵盖(3)、泵壳(4)和驱动轴(5),所述抛物线型转子设于所述泵盖(3)和所述泵壳(4)之间,所述驱动轴(5)插设于所述内转子(2)中,以带动所述内转子(2)转动。
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CN114135483A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-04 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种齿轮泵转子组件及齿轮泵 |
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