一种内啮合摆线泵摆线外转子的制作方法
【专利摘要】本发明属于内啮合摆线泵设计技术，涉及对内啮合摆线泵摆线外转子的改进。其特征在于：五齿摆线内齿轮(2)的齿顶圆弧和齿间圆弧之间有过渡圆弧Rr，Rr＝0mm～4mm。本发明提出了一种优化的内啮合摆线泵的摆线外转子，能减轻在五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧和齿间圆弧的相贯处形成的尖角空间形成的困油现象，在不提高内外转子齿面接触应力的情况下，减少了内外转子齿面的气蚀，提高了内外转子的使用寿命。
【专利说明】一种内啮合摆线泵摆线外转子
【技术领域】
[0001]本发明属于内啮合摆线泵设计技术，涉及对内啮合摆线泵摆线外转子的改进。
【背景技术】
[0002]目前的一种内啮合摆线泵外转子的结构参见图1，摆线外转子I的外形轮廓为圆柱形，摆线外转子I的内孔轮廓具有五齿摆线内齿轮2的形状，摆线外转子I的外径为R，五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧为Rl，Rl = R-b, b = 2mm?5mm，五齿摆线内齿轮2的齿间圆弧为摆线圆弧3，五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧和齿间圆弧的相贯处为尖角。内啮合摆线泵的工作原理参见(液压元件，何存兴，北京:机械工业出版社，1982)。其缺点是:在五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧和齿间圆弧的相贯处形成的尖角空间容易形成困油现象，使内外转子齿面形成气蚀，造成齿面失效，缩短内外转子的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提出一种优化的内啮合摆线泵的摆线外转子，以便减轻在五齿摆线内齿轮的齿顶圆弧和齿间圆弧的相贯处的尖角空间形成的困油现象，在不提高内外转子齿面接触应力的情况下，减少内外转子齿面的气蚀，提高内外转子的使用寿命。
[0004]本发明的技术方案是:一种内啮合摆线泵摆线外转子，摆线外转子I的外形轮廓为圆柱形，摆线外转子I的内孔轮廓具有五齿摆线内齿轮2的形状，摆线外转子I的外径为R = 20mm?25mm，五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧为Rl，Rl = R-b, b = 2mm?5_，五齿摆线内齿轮2的齿间圆弧为摆线圆弧3 ;其特征在于:五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧和齿间圆弧之间增加过渡圆弧Rr, Rr = 2mm?3mm。
[0005]本发明的优点是:提出了一种优化的内啮合摆线泵的摆线外转子，能减轻在五齿摆线内齿轮的齿顶圆弧和齿间圆弧的相贯处形成的尖角空间形成的困油现象，在不提高内外转子齿面接触应力的情况下，减少了内外转子齿面的气蚀，提高了内外转子的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是目前的一种内啮合摆线泵外转子的结构示意图。其中:
[0007]图1a是内外转子啮合关系图，O1为内转子I中心，O2为外转子2中心，两轴心间存在偏心距6^,、8,、(:，、0,3,为内外转子间的存油区；
[0008]图1b是目前的一种内啮合摆线泵外转子的结构示意图，图中O2为外转子中心，R为外转子半径，R1为外转子齿顶高；
[0009]图2是本发明的结构示意图。
[0010]图3是外转子齿顶无倒角时仿真分析的内啮合摆线泵内转子运动时最大接触应力分布图，最大应力值Smax = 23.378Ksi。
[0011]图4是外转子齿顶过渡圆弧Rr = 2.5mm时仿真分析的内哨合摆线泵内转子运动时最大接触应力分布图，最大应力值Smax = 27.208Ksi。
[0012]图5是外转子齿顶过渡圆弧Rr = 3mm时仿真分析的内啮合摆线泵内转子运动时最大接触应力分布图，最大应力值δ max = 28.941Ks i。
[0013]图6是外转子齿顶过渡圆弧Rr = 4mm(全倒角)时仿真分析的内啮合摆线泵内转子运动时最大接触应力分布图，最大应力值Smax= 137.946Ksi0
[0014]图7是外转子齿顶无过渡圆弧时仿真分析的内转子最大应力点的应力历程曲线。
[0015]图8是外转子齿顶过渡圆弧Rr = 2.5mm时仿真分析的内转子最大应力点的应力历程曲线。
[0016]图9是外转子齿顶过渡圆弧Rr = 3mm时仿真分析的内转子最大应力点的应力历程曲线。
[0017]图10是外转子齿顶过渡圆弧Rr = 4mm(全倒角)时仿真分析的内转子最大应力点的应力历程曲线。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种内啮合摆线泵摆线外转子，摆线外转子I的外形轮廓为圆柱形，摆线外转子I的内孔轮廓具有五齿摆线内齿轮2的形状，摆线外转子I的外径为R，R = 20mm?25mm，五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧为R1，R1 = R-b, b=2mm?5mm，五齿摆线内齿轮2的齿间圆弧为摆线圆弧3 ;其特征在于:五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧和齿间圆弧之间有过渡圆弧Rr，Rr = 2mm?3mm。
[0019]本发明的工作原理是:摆线泵内外转子齿轮在工作中旋转产生变化的密闭空间，通过在内齿轮的齿顶圆弧和齿间圆弧之间增加过渡圆弧Rr，尽量减少困油量，同时考虑增加倒角后对内外转子齿面接触应力的影响，合理确定该倒角的大小能够在不提高内外转子齿面接触应力的情况下减少困油量从而减少气蚀的发生。
[0020]实施例
[0021]在R = 22mm，Rl = 18mm，摆线泵输入转速为8000转/分时，为了确定合适的转子齿顶过渡圆弧Rr，通过多体动力学仿真软件分别对四种不同齿顶过渡圆弧Rr尺寸的模型进行了仿真分析对比。
[0022]仿真分析的方法是利用多体系统仿真软件RecurDyn将外转子简化为刚性体(可出现运动，而不发生变形)，内转子作为柔性体(即会在外力作用下发生弹性变形)，对转轴施加额定转速，对外转子施加反向负载扭矩，采用刚柔耦合分析的方法考虑摆线泵的循环特性，利用MFBD接触分析的方法，对摆线泵内外转子在给定转速和负载条件下进行了多体动力学仿真。仿真获得了内转子齿面在整个啮合过程中接触应力的变化情况，找到了最大应力点的位置和其数值，确定了工作中的危险点，并为疲劳分析提供了依据。
[0023]从图3、4、5、6的对比中发现随着齿顶过渡圆弧Rr的增大内外转子齿面最大接触应力也在变大，通过对比图7、8、9、10最大应力点应力曲线，可以发现当外转子齿顶过渡圆弧Rr = O?3.5mm变化时,接触应力变化不大,但当外转子齿顶过渡圆弧Rr = 4mm时，内外转子齿面间的接触应力发生较大变化。通过仿真结果对比发现外转子齿顶过渡圆弧Rr=O和Rr = 4mm时齿面接触应力有较大差距，虽然外转子齿顶过渡圆弧Rr = O时接触应力最小，但考虑到此时困油现象也更严重，随着外转子齿顶过渡圆弧Rr的减小齿面接触应力也减小，接触强度校核安全系数变大，取倒角为2.5mm。
【权利要求】
1.一种内啮合摆线泵摆线外转子，摆线外转子I的外形轮廓为圆柱形，摆线外转子I的内孔轮廓具有五齿摆线内齿轮2的形状，摆线外转子I的外径为R = 20mm?25mm，五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧为Rl，Rl = R-b，b = 2mm?5mm，五齿摆线内齿轮2的齿间圆弧为摆线圆弧3 ;其特征在于:五齿摆线内齿轮2的齿顶圆弧和齿间圆弧之间增加过渡圆弧Rr，Rr = 2mm ?3mm η
【文档编号】F04C15/00GK104454521SQ201410736180
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】冯涛, 文杰, 丁航, 张海涛, 杨军杰, 李重伯 申请人:西安航空动力控制科技有限公司