一種內嚙合擺線泵擺線外轉子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于內嚙合擺線泵設計技術，涉及對內嚙合擺線泵擺線外轉子的改進。其特征在于：五齒擺線內齒輪(2)的齒頂圓弧和齒間圓弧之間有過渡圓弧Rr，Rr＝0mm～4mm。本發(fā)明提出了一種優(yōu)化的內嚙合擺線泵的擺線外轉子，能減輕在五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧的相貫處形成的尖角空間形成的困油現(xiàn)象，在不提高內外轉子齒面接觸應力的情況下，減少了內外轉子齒面的氣蝕，提高了內外轉子的使用壽命。
【專利說明】一種內嚙合擺線泵擺線外轉子

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于內嚙合擺線泵設計技術，涉及對內嚙合擺線泵擺線外轉子的改進。

【背景技術】
[0002]目前的一種內嚙合擺線泵外轉子的結構參見圖1，擺線外轉子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉子I的內孔輪廓具有五齒擺線內齒輪2的形狀，擺線外轉子I的外徑為R，五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧為Rl，Rl = R-b, b = 2mm?5mm，五齒擺線內齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3，五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧的相貫處為尖角。內嚙合擺線泵的工作原理參見(液壓元件，何存興，北京:機械工業(yè)出版社，1982)。其缺點是:在五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧的相貫處形成的尖角空間容易形成困油現(xiàn)象，使內外轉子齒面形成氣蝕，造成齒面失效，縮短內外轉子的使用壽命。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提出一種優(yōu)化的內嚙合擺線泵的擺線外轉子，以便減輕在五齒擺線內齒輪的齒頂圓弧和齒間圓弧的相貫處的尖角空間形成的困油現(xiàn)象，在不提高內外轉子齒面接觸應力的情況下，減少內外轉子齒面的氣蝕，提高內外轉子的使用壽命。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:一種內嚙合擺線泵擺線外轉子，擺線外轉子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉子I的內孔輪廓具有五齒擺線內齒輪2的形狀，擺線外轉子I的外徑為R = 20mm?25mm，五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧為Rl，Rl = R-b, b = 2mm?5_，五齒擺線內齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3 ;其特征在于:五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧之間增加過渡圓弧Rr, Rr = 2mm?3mm。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點是:提出了一種優(yōu)化的內嚙合擺線泵的擺線外轉子，能減輕在五齒擺線內齒輪的齒頂圓弧和齒間圓弧的相貫處形成的尖角空間形成的困油現(xiàn)象，在不提高內外轉子齒面接觸應力的情況下，減少了內外轉子齒面的氣蝕，提高了內外轉子的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是目前的一種內嚙合擺線泵外轉子的結構示意圖。其中:
[0007]圖1a是內外轉子嚙合關系圖，O1為內轉子I中心，O2為外轉子2中心，兩軸心間存在偏心距6^,、8,、(:，、0,3,為內外轉子間的存油區(qū)；
[0008]圖1b是目前的一種內嚙合擺線泵外轉子的結構示意圖，圖中O2為外轉子中心，R為外轉子半徑，R1為外轉子齒頂高；
[0009]圖2是本發(fā)明的結構示意圖。
[0010]圖3是外轉子齒頂無倒角時仿真分析的內嚙合擺線泵內轉子運動時最大接觸應力分布圖，最大應力值Smax = 23.378Ksi。
[0011]圖4是外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 2.5mm時仿真分析的內哨合擺線泵內轉子運動時最大接觸應力分布圖，最大應力值Smax = 27.208Ksi。
[0012]圖5是外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 3mm時仿真分析的內嚙合擺線泵內轉子運動時最大接觸應力分布圖，最大應力值δ max = 28.941Ks i。
[0013]圖6是外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 4mm(全倒角)時仿真分析的內嚙合擺線泵內轉子運動時最大接觸應力分布圖，最大應力值Smax= 137.946Ksi0
[0014]圖7是外轉子齒頂無過渡圓弧時仿真分析的內轉子最大應力點的應力歷程曲線。
[0015]圖8是外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 2.5mm時仿真分析的內轉子最大應力點的應力歷程曲線。
[0016]圖9是外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 3mm時仿真分析的內轉子最大應力點的應力歷程曲線。
[0017]圖10是外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 4mm(全倒角)時仿真分析的內轉子最大應力點的應力歷程曲線。

【具體實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。參見圖2，一種內嚙合擺線泵擺線外轉子，擺線外轉子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉子I的內孔輪廓具有五齒擺線內齒輪2的形狀，擺線外轉子I的外徑為R，R = 20mm?25mm，五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧為R1，R1 = R-b, b=2mm?5mm，五齒擺線內齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3 ;其特征在于:五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧之間有過渡圓弧Rr，Rr = 2mm?3mm。
[0019]本發(fā)明的工作原理是:擺線泵內外轉子齒輪在工作中旋轉產(chǎn)生變化的密閉空間，通過在內齒輪的齒頂圓弧和齒間圓弧之間增加過渡圓弧Rr，盡量減少困油量，同時考慮增加倒角后對內外轉子齒面接觸應力的影響，合理確定該倒角的大小能夠在不提高內外轉子齒面接觸應力的情況下減少困油量從而減少氣蝕的發(fā)生。
[0020]實施例
[0021]在R = 22mm，Rl = 18mm，擺線泵輸入轉速為8000轉/分時，為了確定合適的轉子齒頂過渡圓弧Rr，通過多體動力學仿真軟件分別對四種不同齒頂過渡圓弧Rr尺寸的模型進行了仿真分析對比。
[0022]仿真分析的方法是利用多體系統(tǒng)仿真軟件RecurDyn將外轉子簡化為剛性體(可出現(xiàn)運動，而不發(fā)生變形)，內轉子作為柔性體(即會在外力作用下發(fā)生彈性變形)，對轉軸施加額定轉速，對外轉子施加反向負載扭矩，采用剛柔耦合分析的方法考慮擺線泵的循環(huán)特性，利用MFBD接觸分析的方法，對擺線泵內外轉子在給定轉速和負載條件下進行了多體動力學仿真。仿真獲得了內轉子齒面在整個嚙合過程中接觸應力的變化情況，找到了最大應力點的位置和其數(shù)值，確定了工作中的危險點，并為疲勞分析提供了依據(jù)。
[0023]從圖3、4、5、6的對比中發(fā)現(xiàn)隨著齒頂過渡圓弧Rr的增大內外轉子齒面最大接觸應力也在變大，通過對比圖7、8、9、10最大應力點應力曲線，可以發(fā)現(xiàn)當外轉子齒頂過渡圓弧Rr = O?3.5mm變化時,接觸應力變化不大,但當外轉子齒頂過渡圓弧Rr = 4mm時，內外轉子齒面間的接觸應力發(fā)生較大變化。通過仿真結果對比發(fā)現(xiàn)外轉子齒頂過渡圓弧Rr=O和Rr = 4mm時齒面接觸應力有較大差距，雖然外轉子齒頂過渡圓弧Rr = O時接觸應力最小，但考慮到此時困油現(xiàn)象也更嚴重，隨著外轉子齒頂過渡圓弧Rr的減小齒面接觸應力也減小，接觸強度校核安全系數(shù)變大，取倒角為2.5mm。
【權利要求】
1.一種內嚙合擺線泵擺線外轉子，擺線外轉子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉子I的內孔輪廓具有五齒擺線內齒輪2的形狀，擺線外轉子I的外徑為R = 20mm?25mm，五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧為Rl，Rl = R-b，b = 2mm?5mm，五齒擺線內齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3 ;其特征在于:五齒擺線內齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧之間增加過渡圓弧Rr，Rr = 2mm ?3mm η
【文檔編號】F04C15/00GK104454521SQ201410736180
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權日:2014年12月5日
【發(fā)明者】馮濤, 文杰, 丁航, 張海濤, 楊軍杰, 李重伯 申請人:西安航空動力控制科技有限公司