一種內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于內(nèi)嚙合擺線泵設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及對(duì)內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子的改進(jìn)。其特征在于：五齒擺線內(nèi)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(nèi)嚙合擺線泵的擺線外轉(zhuǎn)子，能減輕在五齒擺線內(nèi)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(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面接觸應(yīng)力的情況下，減少了內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面的氣蝕，提高了內(nèi)外轉(zhuǎn)子的使用壽命。
【專利說明】一種內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于內(nèi)嚙合擺線泵設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及對(duì)內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子的改進(jìn)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的一種內(nèi)嚙合擺線泵外轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參見圖1，擺線外轉(zhuǎn)子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉(zhuǎn)子I的內(nèi)孔輪廓具有五齒擺線內(nèi)齒輪2的形狀，擺線外轉(zhuǎn)子I的外徑為R，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒頂圓弧為Rl，Rl = R-b, b = 2mm?5mm，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒頂圓弧和齒間圓弧的相貫處為尖角。內(nèi)嚙合擺線泵的工作原理參見(液壓元件，何存興，北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1982)。其缺點(diǎn)是:在五齒擺線內(nèi)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(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面形成氣蝕，造成齒面失效，縮短內(nèi)外轉(zhuǎn)子的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提出一種優(yōu)化的內(nèi)嚙合擺線泵的擺線外轉(zhuǎn)子，以便減輕在五齒擺線內(nèi)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(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面接觸應(yīng)力的情況下，減少內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面的氣蝕，提高內(nèi)外轉(zhuǎn)子的使用壽命。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子，擺線外轉(zhuǎn)子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉(zhuǎn)子I的內(nèi)孔輪廓具有五齒擺線內(nèi)齒輪2的形狀，擺線外轉(zhuǎn)子I的外徑為R = 20mm?25mm，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒頂圓弧為Rl，Rl = R-b, b = 2mm?5_，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3 ;其特征在于:五齒擺線內(nèi)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(diǎn)是:提出了一種優(yōu)化的內(nèi)嚙合擺線泵的擺線外轉(zhuǎn)子，能減輕在五齒擺線內(nèi)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(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面接觸應(yīng)力的情況下，減少了內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面的氣蝕，提高了內(nèi)外轉(zhuǎn)子的使用壽命。

【專利附圖】

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

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖2，一種內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子，擺線外轉(zhuǎn)子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉(zhuǎn)子I的內(nèi)孔輪廓具有五齒擺線內(nèi)齒輪2的形狀，擺線外轉(zhuǎn)子I的外徑為R，R = 20mm?25mm，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒頂圓弧為R1，R1 = R-b, b=2mm?5mm，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3 ;其特征在于:五齒擺線內(nèi)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(nèi)外轉(zhuǎn)子齒輪在工作中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的密閉空間，通過在內(nèi)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(shí)考慮增加倒角后對(duì)內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面接觸應(yīng)力的影響，合理確定該倒角的大小能夠在不提高內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面接觸應(yīng)力的情況下減少困油量從而減少氣蝕的發(fā)生。
[0020]實(shí)施例
[0021]在R = 22mm，Rl = 18mm，擺線泵輸入轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/分時(shí)，為了確定合適的轉(zhuǎn)子齒頂過渡圓弧Rr，通過多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件分別對(duì)四種不同齒頂過渡圓弧Rr尺寸的模型進(jìn)行了仿真分析對(duì)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(zhuǎn)子簡(jiǎn)化為剛性體(可出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而不發(fā)生變形)，內(nèi)轉(zhuǎn)子作為柔性體(即會(huì)在外力作用下發(fā)生彈性變形)，對(duì)轉(zhuǎn)軸施加額定轉(zhuǎn)速，對(duì)外轉(zhuǎn)子施加反向負(fù)載扭矩，采用剛?cè)狁詈戏治龅姆椒紤]擺線泵的循環(huán)特性，利用MFBD接觸分析的方法，對(duì)擺線泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子在給定轉(zhuǎn)速和負(fù)載條件下進(jìn)行了多體動(dòng)力學(xué)仿真。仿真獲得了內(nèi)轉(zhuǎn)子齒面在整個(gè)嚙合過程中接觸應(yīng)力的變化情況，找到了最大應(yīng)力點(diǎn)的位置和其數(shù)值，確定了工作中的危險(xiǎn)點(diǎn)，并為疲勞分析提供了依據(jù)。
[0023]從圖3、4、5、6的對(duì)比中發(fā)現(xiàn)隨著齒頂過渡圓弧Rr的增大內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面最大接觸應(yīng)力也在變大，通過對(duì)比圖7、8、9、10最大應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力曲線，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)外轉(zhuǎn)子齒頂過渡圓弧Rr = O?3.5mm變化時(shí),接觸應(yīng)力變化不大,但當(dāng)外轉(zhuǎn)子齒頂過渡圓弧Rr = 4mm時(shí)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒面間的接觸應(yīng)力發(fā)生較大變化。通過仿真結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)外轉(zhuǎn)子齒頂過渡圓弧Rr=O和Rr = 4mm時(shí)齒面接觸應(yīng)力有較大差距，雖然外轉(zhuǎn)子齒頂過渡圓弧Rr = O時(shí)接觸應(yīng)力最小，但考慮到此時(shí)困油現(xiàn)象也更嚴(yán)重，隨著外轉(zhuǎn)子齒頂過渡圓弧Rr的減小齒面接觸應(yīng)力也減小，接觸強(qiáng)度校核安全系數(shù)變大，取倒角為2.5mm。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)嚙合擺線泵擺線外轉(zhuǎn)子，擺線外轉(zhuǎn)子I的外形輪廓為圓柱形，擺線外轉(zhuǎn)子I的內(nèi)孔輪廓具有五齒擺線內(nèi)齒輪2的形狀，擺線外轉(zhuǎn)子I的外徑為R = 20mm?25mm，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒頂圓弧為Rl，Rl = R-b，b = 2mm?5mm，五齒擺線內(nèi)齒輪2的齒間圓弧為擺線圓弧3 ;其特征在于:五齒擺線內(nèi)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(hào)】F04C15/00GK104454521SQ201410736180
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:西安航空動(dòng)力控制科技有限公司