CN111062096B - 一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于正态分布函数的旋片泵定子内廓曲线设计方法，包括以下步骤：步骤1：根据设计要求确定圆弧半径B、半径增值e、旋片与定子内廓配合顶部圆弧半径r及标准差σ的初始值；步骤2：计算圆弧各个理论角度γ对应的弧长ρ；步骤3：构造理论内廓曲线；步骤4：确定修正系数k，计算修正角度β；步骤5：计算实际弧长η；步骤6：求解出实际弧长η对应的各个实际角度ε；步骤7：构造内廓曲线；步骤8：判断内廓曲线是否符合设计要求，若是，步骤7得到的内廓曲线为最终内廓曲线，若否，重复步骤1－7，本发明能够消除旋片在实际运动过程中，因旋片厚度不可以忽略造成的对实际啮合点运动规律产生的不利影响；能够根据速度增量和转速调节速度、加速度最大值位置。综合以上优点实现降低磨损，降低力学冲击影响，从而提高使用寿命。

Description

一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法

技术领域

本发明属于旋片泵技术领域，具体涉及了一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法。

背景技术

旋板泵具有单位体积下排量大的优点，旋板泵定子内阔曲线设计是旋板泵的核心技术，一般多采用等加速曲线或多段曲线拼接的方法开展设计，但是在发动机转速提高后，这两种曲线因为其加速度，加加速度，加加加速度不连续，在运动过程中尤其在曲线过渡处会存在冲击，缩短摩擦副寿命，影响运动件强度设计，如果使用高次方程，虽然能够解决加速度和加加速度问题，但是无法控制加速度的变化规律，实际使用时存在一定的使用限制。

因此，需要一款级能够解决加速度(一次倒数)、加加速度(二次倒数)和加加加速度(三次倒数)为零或者连续，并且能够根据实际设计需求调整曲线轮廓的定子內廓曲线。

并且，现有旋片泵曲线均是多段曲线啮合而成或者不考虑实际旋片厚度而生成的曲线，在实际使用过程中多段曲线会因过度位置存在力学冲击，降低产品使用寿命。

发明内容

发明目的：提供一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法，用于解决旋片泵定子內廓曲线设计的技术问题。

技术方案：

一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据设计要求确定圆弧半径B、半径增值e、旋片与定子內廓配合顶部圆弧半径r及标准差σ的初始值；

步骤2：计算圆弧各个理论角度γ对应的弧长ρ；

步骤3：构造理论内廓曲线；

步骤4：确定修正系数k，计算修正角度β；

步骤5：计算实际弧长η

步骤6：求解出实际弧长η对应的各个实际角度ε；

步骤7：构造內廓曲线；

步骤8：判断内廓曲线是否符合设计要求，若是，步骤6得到的内廓曲线为最终内廓曲线，若否，重复步骤1－6。

步骤2所述的计算圆弧各个理论角度对应的弧长ρ，计算公式为：

式中，x是理论角度。

步骤4所述的修正系数k是通过理论内廓曲线确定。

步骤4所述在确定修正系数k时，保证旋片重合的最大值不大于±0.005mm。

步骤4所述的计算修正角度β，计算公式为：

步骤5所述的求解实际弧长η，计算公式为：

式中，m是修正角度系数，

步骤6所述的求解出实际弧长η对应的各个实际角度ε，计算公式为：

ε＝γ-β。

步骤7所述的构造内廓曲线，具体为：步骤7所述的构造内廓曲线，具体为：利用实际弧长η及对应的各个实际角度ε构造一半的內廓曲线，通过作图法得到另一半内廓曲线，两部分内廓曲线组合成完整的内廓曲线。

有益效果

1.实现定子內廓曲线在任一位置的加速度，加加速度，加加加速度连续；

2.能够消除旋片在实际运动过程中，因旋片厚度不可以忽略造成的对实际啮合点运动规律产生的不利影响；

3.能够根据速度增量和转速调节速度、加速度最大值位置。综合以上优点实现降低磨损，降低力学冲击影响，从而提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为一半内廓曲线示意图；

图3为完整内廓曲线示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做详细叙述。

一种基于正态分布函数的旋片泵定子内廓曲线设计方法，包括以下步骤：

步骤1：根据设计要求确定圆弧半径B、半径增值e、旋片与定子內廓配合顶部圆弧半径r及标准差σ的初始值，令B＝7.5，e＝2.5，r＝2.5，б＝60°；

步骤2：计算圆弧各个理论角度γ对应的理论弧长ρ；

式中，x是理论角度，代入角度0度到180度共计181个点，利用求出各度数点对应的理论弧长ρ：

步骤3：构造理论内廓曲线；

步骤4：通过理论内廓曲线确定修正系数k＝2.3(k值随着B、e和r会发生变化)，计算修正角度β；保证旋片重合的最大值不大于±0.005mm，计算修正角度β，计算公式为：

根据上述公式计算出，对应的181各点修正角度制为：

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步骤5所述的求解实际弧长η，计算公式为：

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式中，m是修正角度系数，本例中m＝2。

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步骤6：求解出实际弧长η对应的各个实际角度ε，计算公式为：

ε＝γ-β；

步骤7：构造内廓曲线；具体为：步骤6所述的构造内廓曲线，具体为：利用实际弧长η及对应的各个实际角度ε构造一半的內廓曲线，通过作图法得到另一半内廓曲线，两部分内廓曲线组合成完整的内廓曲线，生成的一半內廓曲线如图如图2所示，完整的内廓曲线如图3所示。

步骤8：判断内廓曲线是否符合设计要求，若是，步骤6得到的内廓曲线为最终内廓曲线，若否，重复步骤1－6，根据公式可以调节圆弧半径B，可以实现调节曲线圆滑程度；可以调节半径增值e，可以实现调节单位圈数排量，同时影响曲线圆滑程度和加速度峰值；可以调节标准差σ，可以实现根据设计要求调节加速度趋势以及加速度峰值，控制运动过程中最大冲击力。/>

Claims (4)

1.一种基于正态分布函数的旋片泵定子内廓曲线设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据设计要求确定圆弧半径B、半径增值e、旋片与定子內廓配合顶部圆弧半径r及标准差σ的初始值；

步骤2：计算圆弧各个理论角度γ对应的理论弧长ρ；计算公式为：

式中，x是理论角度；

步骤3：构造理论内廓曲线；

步骤4：确定修正系数k，计算修正角度β；修正系数k是通过理论内廓曲线确定，在确定修正系数k时，保证旋片重合的最大值不超过±0.005mm；

修正角度β计算公式为：

步骤5：计算实际弧长η；

步骤6：求解出实际弧长η对应的各个实际角度ε；

步骤7：构造内廓曲线；

步骤8：判断内廓曲线是否符合设计要求，若是，步骤7得到的内廓曲线为最终内廓曲线，若否，重复步骤1－7。

2.根据权利要求1所述的一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法，其特征在于：步骤6所述的求解出实际弧长，计算公式为：

式中，m是修正角度系数，

3.根据权利要求1所述的一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法，其特征在于：步骤5所述的求解出实际弧长η对应的各个实际角度ε，计算公式为：

ε＝γ-β。

4.根据权利要求1所述的一种基于正态分布函数的旋片泵定子內廓曲线设计方法，其特征在于：步骤7所述的构造内廓曲线，具体为：利用实际弧长η及对应的各个实际角度ε构造一半的內廓曲线，通过作图法得到另一半内廓曲线，两部分内廓曲线组合成完整的内廓曲线。