摆线转子泵的设计计算及参数化建模.pdf

信息技术
陈俊,等·摆线转子泵的设计计算及参数化建模
摆线转子泵的设计计算及参数化建模
陈俊',何克龙,沈磊2,于广征2
(1.中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏南京,2100072南京理工大学机械工程学院,江苏南京,210094
摘要:介绍了摆线转子泵的基本参数之间的关系,论述了外摆线的形成原理,建立了摆线转
子泵的内转子理论轮廓线和内转子实际廓线方程,最后利用Pro/E软件提供的高级编程语言,
实现了适用于摆线转子泵的内外转子的参数化实体建模。
关键词:摆线泵;内转子;摆线;理论麻线;参数化
中图分类号:TH326文献标志码:A文章编号:1671-5276(2013)05-0103-05
Parametric Design of Cycloid Rotor Pump
CHEN Jun, HE Ke-long, SHEN Lei", YU Guang-zheng'
( 1. The 28th Research Institute of CETC, Nanjing 210007, China
2. School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science&Technology, Nanjing 210094, China)
Abstract: The relationship among basic ammeters of ylid rotor pum is in oduced. Then, based on the forming princip
outer cycloid, e paramtric quations for theoretic and aca pro urves of inner rotor, which is the core part of cycloid rotor
pum a ot sa h At a b i e avan roam futon of P/En rng, a practical parametric model
of inner-outer rotor is set up.
Key words: cycloid rotor pump; inner rotor; cycloid; theoretic profile curve; parametric
0引言
摆线转子泵因其体积小、结构紧凑、工作平稳等特点,
广泛应用于液压系统中。近年来,很多文献对摆线转子泵
的工作原理及设计计算做了详细的理论分析。传统
的造型方法不仅是利用样条曲线来模拟摆线齿廓,并且每
更新一次摆线齿轮泵的型号,摆线齿轮泵内转子齿廓曲线
就要重新设计一次,需要耗费设计人员大量的时间和精
力,參数化建模技术能从根本上解决这一问题。本文在介
绍了内外摆线的形成原理,建立摆线转子泵的内转子理论
廓线和内转子实际廓线的型线方程后,利用Pro/E的高级
编程语言,对摆线转子泵内外转子进行了参数化建模。
1摆线泵内外转子的基本参数及设
(a)外转子结构
计计算
内外转子是影响摆线泵性能的关键零件,图1为内
外转子及其啮合关系示意图,可得各参数间关系如下:
22=21+
R=a+rn +e =atral -e=
a+r2"2e=atro2
)/2
式中,e为偏心距,1,z2分别为内、外转子齿数,R为创成圆
半径,a为齿形半径,n,ra分别内、外转子齿根圆半径,
ra,r2分别为内、外转子齿顶圆半径
b)内转子结构
作者简介:陈俊(1987ー),男,江苏扬州人,硕士研究生,研究方向为机械设计及仿真。
Machine Building &Automation, un 2013, 42(5): 103-107
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陈俊,等·摆线转子泵的设计计算及参数化建模
时,曲线称为长幅外摆线。
摆线泵内转子的齿廓形线是由短幅外摆线而来。沿
短幅外摆线上的点作为圆心,以a为半径画圆,这些圆内
侧的包络线,被称为短幅外摆线的内等距线,即为内转子
的齿廓,称为内转子实际廓线,如图3所示。
滚圆
内转子理
论廊线
R
(c)内外转子啮合关系
图1内外转子机构及啮合关系
导圆
2外摆线的形成原理及参数方程
内转子买
外转子的齿廓是由若干圆弧所组成,内转子的齿廓是
际廊线
与外转子保持偏心距的条件下,选用以定传动比啮合运动
的圆弧齿廓的共扼曲线,即短幅外摆线。
图3摆线齿廓形成
当一滚圆沿导线作纯滚动时,滚圆上任意点的轨迹称
从图3中可以看出,当导圆的半径为滚圆半径的整数
为摆线。
倍时,在导圆的圆周上分布的摆线正好是整数个摆线拱,
当滚圆在导圆外作纯滚动时,滚圆上的任意点的轨迹即可得到R3/R。=21,R=R。+R。
曲线称为外摆线3,如图2所示,其参数方程为
根据式5,则内转子理论齿廓曲线的参数方程可
写成
外摆线
x=rcost-ecos(,t)
y=rsint-esin(z2 4)
滚圆
以短幅外摆线上任一点(x,y1)作为圆心,以a为半
径的圆的方程为:
求等距线的方程实际上是求圆系的切线方程,根据文
导圆
献[4]中的方法可以得到
x=rsint-esin(z,t)-a[(rsint-ez
sin(z 0)]/r2-2rerr cos(:t)+e,
ly=rcost-ecos(z2 t)-a[(rcost-ez2
cos(2 1)]/vr2-2rez2c0s(2, 1)+ez2
3摆线转子泵的参数化建模
图2外摆线形成
通过比较摆线转子泵的内转子理论廓线和其实际廓线
x=(R+R)cost-Rcos(R、/R。+1)t
的参数方程,不难看出,利用Pro/E软件可以用两种方式进行
4)参数化建模,1)直接利用实际廓线的型线方程,获取型线;2)
y=(R。+Rx)sin- R sin(R。/R。+1)t
先利用理论廓线参数方程,然后向内偏移α,获取型线。在这
一般地,滚圆平面内与滚圆固定相连的一点所画出的平里,使用第二种方法,因为Pro/E软件中有曲线偏移功能,同
面曲线称为次摆线7,其外摆线的次摆线参数方程分别为
时也可以降低参数化程序的复杂程度。
x=(R,*R, )cost-ecos( R /R,+1)t
式中、为动点到滚圆吟、(&/然+1)』(S)31设置摆线泵内、外转子间的参数关系
y=(R。+Ra)sint
离,当e=R,时,摆线即为
利用Pmo/E软件中高级编程语言?,首先定义基本参
般外摆线;当eR。数,如表1。
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