一种全啮合的爪式转子型线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种全晒合的爪式转子型线。
【背景技术】
[0002] 爪式转子的型线对爪式流体机械的性能有非常重要的影响，因此对其型线构建的 研究显得至关重要。爪式转子是由2个形状相同且能够实现共辆晒合的转子组成，通过2 个爪式转子的同步异向双回转运动，实现2个爪式转子轮廓型线的相互晒合，W提供周期 性变化的工作腔容积，实现气体的吸入、压缩和排出。
[0003] 转子型线的晒合特性直接决定着爪式转子的工作性能，现有的直爪爪式转子型线 包括；3段圆弧、1段线段、2段摆线、1段线段的包络线；而现有的该种直爪爪式转子型线都 存在W下缺点；①与爪顶圆弧连接的线段和摆线处存在两个尖点，而转子尖点部位的力学 性能不稳定，容易受到流体的冲刷和撞击造成较大幅度变形；②现有的该种直爪爪式转子 在工作时，存在2个尖点与摆线相晒合，使其密封效果较差，所W介质在尖点晒合处的泄漏 较大，此外在尖点处还易发生磨损，影响爪式转子的性能及寿命。
[0004] 专利号：ZL201110308963. 4的申请文件提出了一种爪式转子型线，由5段圆弧和3 段摆线组成的曲爪型转子，该转子实现了齿顶圆弧与其他型线的光滑连接W及曲线与曲线 的晒合；但该爪式转子型线存在的不足为；①在节圆圆弧的连接处存在尖点，不利于爪式 转子的密封，且容易产生应力集中；②左侧爪式转子的摆线的法向等距曲线GH和右侧爪式 转子的摆线的法向等距曲线曲不参与晒合。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提出了一种全晒合的爪式转子型线和构建方法，在爪 顶处采用2段小圆弧将爪顶圆弧与其它型线光滑连接，消除了现有的直爪爪式转子型线的 2个尖点，工作中实现圆弧与曲线的晒合；该爪式转子型线不但能够实现全部型线的正确 晒合，而且能够有效地提高爪式转子的强度和晒合密封性，使得该转子型线能够适用于更 高转速、更高压力和更高温度的使用场合，提高了转子型线的性能和使用寿命；对于丰富爪 式转子型线类型和促进爪式真空累、爪式压缩机和爪式膨胀机的发展都具有重要的意义。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种全晒合的爪式转子型线，即九段式爪式转子，包括从节圆开始按逆时针方向 依次连接的；节圆圆弧FG、线段的包络线GH、摆线的法向等距曲线HI、爪底圆弧IA、摆线的 法向等距曲线AB、圆弧BC、爪顶圆弧CD、圆弧DE和线段EF，其中除了线段的包络线GH与摆 线的法向等距曲线HI的连接点H点W外，其它各型线之间均为光滑连接，不存在尖点，而且 所提出的爪式转子型线在工作中能够实现全部正确晒合。
[000引两个全晒合的爪式转子型线相互晒合，一侧转子的摆线的法向等距曲线AB、圆弧BC、爪顶圆弧CD、圆弧DE、线段邸、节圆圆弧FG、线段的包络线GH、摆线的法向等距曲线HI、 爪底圆弧IA，分别与另一侧转子的圆弧be、摆线的法向等距曲线油、爪底圆弧ia、摆线的法 向等距曲线hi、线段的包络线曲、节圆圆弧fg、线段ef、圆弧de、爪顶圆弧cd相晒合，实现 爪式转子全部型线的正确晒合。
[0009] 节圆圆弧FG的方程为；
[0010]
[0011] 线段的包络线GH是线段的包络线GiHiW原点0为旋转中屯、，顺时针旋转a2+0 2 角度后得到，线段的包络线GiHi的方程为：
[0012]
[0013] 摆线的法向等距曲线HI是摆线的法向等距曲线H2I2W原点0为旋转中屯、，顺时针 旋转a2角度后得到，摆线的法向等距曲线H2I2的方程为：
[0025] W上；t-为角度参数，rad;Ri-为节圆半径，mm化一为爪顶圆弧半径，mm斯一为 爪底圆弧半径，mm;且2Ri=R2+R3;R4,R日一为圆弧半径，mm;且R4=R日；狂BC，Ybc)-为圆弧BC的圆屯、点坐标；狂DE，Yde)-为圆弧DE的圆屯、点坐标；a1、a2、01、02-为角度，rad,且曰1 二曰 2, @1 二 0 2。
[0026] 全晒合的爪式转子型线的构建过程：①W〇为原点，根据W上方程，得到节圆圆弧 FG、线段的包络线GiHi、摆线的法向等距曲线&12、爪底圆弧IA、摆线的法向等距曲线AB、圆 弧BC、爪顶圆弧CD、圆弧DE;②将摆线的法向等距曲线& 12W原点0为旋转中屯、，顺时针旋 转a2角度后，得到摆线的法向等距曲线HI;⑨将线段的包络线G孔^原点0为旋转中屯、， 顺时针旋转a2+02角度后，得到线段的包络线GH;④作节圆圆弧FG和圆弧DE的公切线， 得到线段EF。
[0027] 一种双爪全晒合的爪式转子型线，为中屯、对称结构，包括在节圆上W180°均匀 列阵的两条全晒合爪式转子型线，每个双爪转子上有两组相同爪顶和爪底型线部分，相错 180°，其型线与单个的全晒合的爪式转子型线相同，除了线段的包络线与摆线的法向等距 曲线的连接点W外，双爪爪式转子的其它各组型线均为光滑连接。
[002引两个双爪全晒合的爪式转子型线相互晒合，每个双爪爪式转子型线的一侧型线与 另一个双爪爪式转子型线的不同侧型线相互晒合，进行同步异向双回转运动。
[0029] 一种全晒合的爪式转子，其转子型线如一种全晒合爪式转子型线所述的型线一 致。
[0030] 一种爪式真空累，使用上述全晒合的爪式转子。
[0031] 一种爪式压缩机，使用上述全晒合的爪式转子。
[0032] 一种爪式膨胀机，使用上述全晒合的爪式转子。
[0033] 本发明的有益效果为：
[0034] 该爪式转子型线的爪顶型线是光滑连接的，没有尖点；整个爪式转子型线除了摆 线与线段的包络线相连接的两点是不光滑点外，其余型线都是光滑连接的；相互晒合的2 个爪式转子完全相同，且在工作中能够实现曲线与曲线的正确晒合，实现。
【附图说明】
[0035] 图1是现有的直爪爪式转子型线图。
[0036]图2(a)、图2(b)是2个现有的直爪爪式转子的工作晒合图。
[0037] 图3(a)、图3(b)是所提出的全晒合的爪式转子型线图。
[003引图4是2个所提出的全晒合的爪式转子型线的晒合关系图。
[0039] 图5(a)~图5(i)是2个所提出的全晒合的爪式转子在工作中各曲线间的晒合 图。
[0040] 图6是所提出的全晒合的双爪爪式转子型线图。
[0041] 图7是2个所提出的全晒合的双爪爪式转子的晒合图。
[0042] 图中；AB为摆线；BC为爪顶圆弧；CD为线段；DE为节圆圆弧；EF为线段的包络线； FG为摆线；GA爪底圆弧；201-左侧爪式转子；202-右侧爪式转子；401-左侧爪式转子； 402-右侧爪式转子。
【具体实施方式】：
[0043] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0044] 如图1所示，现有的直爪爪式转子型线由3段圆弧、2段摆线、1段线段和1段线段 的包络线组成，从摆线开始按逆时针方向依次为：摆线AB、爪顶圆弧BC、线段CD、节圆圆弧 DE、线段的包络线EF、摆线FG、爪底圆弧GA;其中爪顶圆弧BC的2个连接点B点和C点为 不光滑点，即尖点。
[0045] 如图2所示，为2个现有的直爪爪式转子的工作晒合图；2个爪式转子型线相同， 相对旋转错开一定角度，在工作时，2个爪式转子进行同步异向双回转运动。（a)图中左侧 爪式转子（201)的摆线AB、摆线FG分别与右侧爪式转子（20。的点b、点C相晒合；化）图 中左侧爪式转子（201)的点B、点C分别与右侧爪式转子（202)的摆线ab、摆线fg相晒合； 可见现有的爪式转子型线在工作中进行点与曲线的晒合。
[0046] 如图3所示，（a)图为全晒合的爪式转子的型线的生成过程，按照各型线方程直接 生成各型线；节圆圆弧FG、线段的包络线GiHi、摆线的法向等距曲线&12、爪底圆弧IA、摆线 的法向等距曲线AB、圆弧BC、爪顶圆弧CD、圆弧DE;(b)图为一种全晒合的爪式转子，由5段 圆弧炬C、CD、DE、FG、IA)、2段摆线的法向等距曲线（AB、Hリ、1段线段巧巧和1段线段的 包络线（GH)连接而成，所构成的爪式转子除摆线的法向等距曲线HI与线段的包络线GH相 连接处不光滑外，其它型线都是光滑连接的。
[0047] 将（a)图中的摆线的法向等距曲线H2I2W原点0为旋转中心顺时针旋转a2角度 后，得到化）图中的摆线的法向等距曲线HI;将（a)图中的线段的包络线GiHiW原点0为 旋转中屯、，顺时针旋转a2+02角度后，得到化）图中的线段的包络线GH;在（a)图中，作节 圆圆弧FG和圆弧DE的公切线，得到化