本發(fā)明涉及羅茨真空泵，特別涉及適用于羅茨真空泵的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
：羅茨真空泵是一種回轉(zhuǎn)式流體機(jī)械，通過2個(gè)能夠相互嚙合的羅茨轉(zhuǎn)子進(jìn)行同步異向雙回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在吸入端產(chǎn)生真空，形成壓力差，從而實(shí)現(xiàn)氣體的吸入和排出；羅茨轉(zhuǎn)子的組成型線及其共軛嚙合特性對(duì)轉(zhuǎn)子的面積利用率和羅茨真空泵的密封性能、運(yùn)行效率影響很大，因此羅茨轉(zhuǎn)子型線的合理設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。目前常用的羅茨轉(zhuǎn)子型線有圓弧和圓漸開線的組合型線、擺線型轉(zhuǎn)子型線、圓弧型轉(zhuǎn)子型線；為了進(jìn)一步提高其性能，申請(qǐng)?zhí)枮?00610155911.7、201310479887.2、201310122325.2的中國(guó)專利對(duì)常用的羅茨轉(zhuǎn)子型線進(jìn)行了改進(jìn)，雖然改進(jìn)后轉(zhuǎn)子的面積利用率得到提高，但是出現(xiàn)了曲線之間不能光滑連接和組成曲線段過多的問題，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在工作過程中泄漏增加和轉(zhuǎn)子加工復(fù)雜的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子的型線由2段橢圓弧和2段橢圓弧共軛包絡(luò)線組成，4段曲線之間光滑連接；橢圓弧型轉(zhuǎn)子型線不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全部型線的正確嚙合，而且提高了轉(zhuǎn)子的面積利用率，擴(kuò)大了轉(zhuǎn)子外圓半徑R1與節(jié)圓半徑R2之比的范圍；對(duì)于豐富羅茨轉(zhuǎn)子型線和促進(jìn)羅茨真空泵、羅茨風(fēng)機(jī)和凸輪轉(zhuǎn)子泵的發(fā)展具有重要的意義。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)的型線由4段曲線首尾光滑連接組成，依次為：第一橢圓弧段A1B1C1、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1、第二橢圓弧段E1F1G1和第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1，其特征是：連接點(diǎn)A1、C1、E1、G1均位于節(jié)圓上，∠A1O1B1＝∠C1O1B1＝45°，∠E1O1B1＝∠G1O1B1＝135°；第一橢圓弧段A1B1C1關(guān)于x軸對(duì)稱，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1關(guān)于y軸對(duì)稱，第一橢圓弧段A1B1C1繞節(jié)圓圓心O1旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧段E1F1G1重合，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1繞節(jié)圓圓心O1旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1重合。一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)完全相同；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)在同步異向雙回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的第一橢圓弧段A1B1C1、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1、第二橢圓弧段E1F1G1、第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1分別與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)中的第三橢圓弧共軛包絡(luò)線A2B2C2、第三橢圓弧段C2D2E2、第四橢圓弧共軛包絡(luò)線E2F2G2、第四橢圓弧段G2H2A2進(jìn)行正確的嚙合。一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的5個(gè)參數(shù)滿足以下關(guān)系：R1＝a+lb=R2a22lR2-R22+2a2-2l2]]>l＜0.93958R21<R1R2<1.68333]]>以上：a—第一橢圓弧段A1B1C1的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度，mm；b—第一橢圓弧段A1B1C1的短半軸長(zhǎng)度，mm；R1—轉(zhuǎn)子外圓半徑，mm；R2—節(jié)圓半徑，mm；l—節(jié)圓圓心O1到第一橢圓弧段A1B1C1中心O3的位移，mm。一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中各段曲線的方程如下：①第一橢圓弧段A1B1C1的方程為：xA1B1C1=acos(t)+lyA1B1C1=bsin(t)]]>當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-α≤t≤α當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-π-α≤t≤π+α其中：α=arctan(4a2-4l2+42R2l-2R222R2-2l)]]>②第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1的方程為：xC1D1E1=-xA1B1C1sin(2θ)+yA1B1C1cos(2θ)+2R2sin(θ)yC1D1E1=-xA1B1C1cos(2θ)-yA1B1C1sin(2θ)+2R2cos(θ)]]>其中：θ=arctanb(a2-b2)[sin(3t)+sin(t)]+2ablsin(2t)-2asin(t)Ma(a2-b2)[cos(3t)-cos(t)]-4la2sin2(t)-2bcos(t)M]]>M=2al(a2-b2)[cos(3t)-cos(t)]+4a2sin2(t)(R22-l2)+4R22b2cos2(t)-sin2(2t)(b4-2a2b2+a4)]]>當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-α≤t≤α當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-π-α≤t≤π+α③第二橢圓弧段E1F1G1的方程為：xE1F1G1=-xA1B1C1yE1F1G1=-yA1B1C1]]>④第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1的方程為：xG1H1A1=-xC1D1E1yG1H1A1=-yC1D1E1]]>以上：t—角度參數(shù)，rad。一種羅茨真空泵，使用上述橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。一種羅茨風(fēng)機(jī)，使用上述橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。一種凸輪轉(zhuǎn)子泵，使用上述橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子。本發(fā)明的有益效果為：①橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的型線由4段首尾依次光滑連接的曲線構(gòu)成，2個(gè)相同的轉(zhuǎn)子在同步異向雙回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合，具有設(shè)計(jì)加工簡(jiǎn)單和氣密性好的優(yōu)點(diǎn)。②橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的面積利用率高。③橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子外圓半徑R1與節(jié)圓半徑R2之比的范圍大。附圖說明圖1是所提出的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖。圖2是所提出的2個(gè)橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的嚙合圖。圖3是所提出的4個(gè)不同的橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖。圖4是所提出的2個(gè)橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子在不同角度的嚙合圖。圖中：R1—轉(zhuǎn)子外圓半徑；R2—節(jié)圓半徑；a—第一橢圓弧段A1B1C1的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度；b—第一橢圓弧段A1B1C1的短半軸長(zhǎng)度；O3—第一橢圓弧段A1B1C1的中心；1—左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子；2—右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，為所提出的橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)的型線由4段曲線首尾光滑連接組成，依次為：第一橢圓弧段A1B1C1、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1、第二橢圓弧段E1F1G1和第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1，其特征是：連接點(diǎn)A1、C1、E1、G1均位于節(jié)圓上，∠A1O1B1＝∠C1O1B1＝45°，∠E1O1B1＝∠G1O1B1＝135°；第一橢圓弧段A1B1C1關(guān)于x軸對(duì)稱，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1關(guān)于y軸對(duì)稱，第一橢圓弧段A1B1C1繞節(jié)圓圓心O1旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧段E1F1G1重合，第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1繞節(jié)圓圓心O1旋轉(zhuǎn)180°后與第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1重合。如圖1所示，為所提出的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的5個(gè)參數(shù)具有如下的關(guān)系：R1＝a+lb=R2a22lR2-R22+2a2-2l2]]>l＜0.93958R21<R1R2<1.68333]]>如圖1所示，為所提出的一種橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)的型線中，各段曲線的方程如下：①第一橢圓弧段A1B1C1的方程為：xA1B1C1=acos(t)+lyA1B1C1=bsin(t)]]>當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-α≤t≤α當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-π-α≤t≤π+α其中：α=arctan(4a2-4l2+42R2l-2R222R2-2l)]]>②第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1的方程為：xC1D1E1=-xA1B1C1sin(2θ)+yA1B1C1cos(2θ)+2R2sin(θ)yC1D1E1=-xA1B1C1cos(2θ)-yA1B1C1sin(2θ)+2R2cos(θ)]]>其中：θ=arctanb(a2-b2)[sin(3t)+sin(t)]+2ablsin(2t)-2asin(t)Ma(a2-b2)[cos(3t)-cos(t)]-4la2sin2(t)-2bcos(t)M]]>M=2al(a2-b2)[cos(3t)-cos(t)]+4a2sin2(t)(R22-l2)+4R22b2cos2(t)-sin2(2t)(b4-2a2b2+a4)]]>當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-α≤t≤α當(dāng)時(shí)，t的取值范圍為：-π-α≤t≤π+α③第二橢圓弧段E1F1G1的方程為：xE1F1G1=-xA1B1C1yE1F1G1=-yA1B1C1]]>④第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1的方程為：xG1H1A1=-xC1D1E1yG1H1A1=-yC1D1E1]]>如圖2所示，為所提出的2個(gè)橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子的嚙合圖，左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)相同；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)在同步異向雙回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合；左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)中的第一橢圓弧段A1B1C1、第一橢圓弧共軛包絡(luò)線C1D1E1、第二橢圓弧段E1F1G1、第二橢圓弧共軛包絡(luò)線G1H1A1分別與右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)中的第三橢圓弧共軛包絡(luò)線A2B2C2、第三橢圓弧段C2D2E2、第四橢圓弧共軛包絡(luò)線E2F2G2、第四橢圓弧段G2H2A2進(jìn)行正確的嚙合。如圖3所示，為所提出的4個(gè)不同的橢圓弧型羅茨轉(zhuǎn)子圖，當(dāng)時(shí)，4個(gè)轉(zhuǎn)子的面積利用率(面積利用率的值為其中S1為轉(zhuǎn)子的橫截面積，S2為轉(zhuǎn)子外圓半徑R1旋轉(zhuǎn)一周所掃過的面積)依次為：(a)圖中，第一橢圓弧段A1B1C1的短半軸長(zhǎng)度與長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度之比面積利用率為0.55095；(b)圖中，面積利用率為0.55509；(c)圖中，面積利用率為0.55901；(d)圖中，面積利用率為0.56269；由此可知：合理減小的大小，可以提高轉(zhuǎn)子的面積利用率。如圖4所示，為所提出的2個(gè)羅茨轉(zhuǎn)子在不同角度的嚙合圖，(a)～(i)圖中各相鄰圖所對(duì)應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)角相錯(cuò)10°；即(a)圖到(b)圖左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)10°，右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)10°；(b)圖到(c)圖左側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(1)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)10°，右側(cè)羅茨轉(zhuǎn)子(2)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)10°；以此類推；在圖中可以看出：兩轉(zhuǎn)子能夠?qū)崿F(xiàn)正確的嚙合，具有良好的氣密性。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3