摆线转子泵的设计计算及参数化建模陈俊1，何克龙1，沈磊2，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;理论廓线;参数化中图分类号:TH326文献标志码:A文章编号:1671-5276(2013)05-0103-05ParametricDesignofCycloidＲotorPumpCHENJun1，HEKe-long1，SHENLei2，YUGuang-zheng2(1．The28thＲesearchInstituteofCETC，Nanjing210007，China;2．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience＆Technology，Nanjing210094，China)Abstract:Therelationshipamongbasicparametersofcycloidrotorpumpisintroduced．Then，basedontheformingprinciplesofoutercycloid，theparametricequationsfortheoreticandactualprofilecurvesofinnerrotor，whichisthecorepartofcycloidrotorpump，arebothestablished．Atlast，by0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［1－3］。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，参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1摆线泵内外转子的基本参数及设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:z2=z1+1Ｒ=a+rf1+e=a+ra1－e=a+rf2－2e=(1)(2)(3)式中，e为偏心距，z1，z2分别为内、外转子齿数，Ｒ为创成圆半径，a为齿形半径，rf1，rf2分别内、外转子齿根圆半径，作者简介:陈俊(1987－)，男，江苏扬州人，硕士研究生，研究方向为机械设计及仿真。MachineBuildingAutomation，Jun2013，42(5):103～107·103·陈俊，等·摆线转子泵的设计计算及参数化建模·信息技术·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。图1内外转子机构及啮合关系2外摆线的形成原理及参数方程外转子的齿廓是由若干圆弧所组成，内转子的齿廓是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［4］。当一滚圆沿导线作纯滚动时，滚圆上任意点的轨迹称为摆线。当滚圆在导圆外作纯滚动时，滚圆上的任意点的轨迹曲线称为外摆线［3］，如图2所示，其参数方程为:图3摆线齿廓形成从图3中可以看出，当导圆的半径为滚圆半径的整数倍时，在导圆的圆周上分布的摆线正好是整数个摆线拱，即可得到Ｒ/Ｒz，Ｒ=ＲＲ。g=g+b1b根据式5，则内转子理论齿廓曲线的参数方程可写成:y=Ｒsint－esin(zt)x=Ｒcost－ecos(z2t)(6)以短幅外摆线上任一点(xi，yi)作为圆心，以a为半径的圆的方程为［5］:22(x－xi)+(y－yi)2=a(7)求等距线的方程实际上是求圆系的切线方程，根据文献［4］中的方法可以得到:x=Ｒsint－esin(z2t)－a［(Ｒsint－ez2222sin(z2t)/槡Ｒ－2Ｒez2cos(z1t)+ez2(8)y=Ｒcost－ecos(z2t)－a［(Ｒcost－ez2222cos(z2t)/槡Ｒ－2Ｒez2cos(z1t)+ez23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的参数方程，不难看出，利用Pro/E软件可以用两种方式进行参数化建模，1)直接利用实际廓线的型线方程，获取型线;2)y=(Ｒ+Ｒ)sint－Ｒsin(Ｒ/Ｒ+1)tx=(Ｒb+Ｒg)cost－Ｒgcos(Ｒb/Ｒg+1)t(4)，，获取型线。在这先利用理论廓线参数方程然后向内偏移a一般地，滚圆平面内与滚圆固定相连的一点所画出的平面曲线称为次摆线［5－7］，其外摆线的次摆线参数方程分别为:里...