凸轮转子外摆线轮廓的3种特定形态及其性能分析

陈庆红 李玉龙 张平山

（1 福建林业职业技术学院 信息工程系， 福建 南平 353000）

（2 宿迁学院 机电工程学院， 江苏 宿迁 223800）

（3 华闽南配集团股份有限公司， 福建 南平 353000）

0 引言

凸轮转子泵是一种应用广泛的容积式流体设备，一对同尺寸的转子为泵的核心部件，并通过其轮廓将转子室分隔成若干个小空间；随着转子副的连续旋转，驱使这些小空间发生周期性变化，从而实现物料吸排的泵送目的[1]。其中，转子轮廓的构造质量直接决定了物料的泵送品质[2]等诸多性能[3-4]，且与泵送流量间构成了明确的因果关系[5]。转子轮廓的优化目的在于提高转子泵的综合性能[6]，主要体现为尽可能小的单位排量体积、流量脉动系数和尽可能少的泵内泄漏等。目前，在顶圆弧过渡的叶型构造中，渐开线[7]、圆弧[8]和圆摆线[9]的应用最普遍。其中，圆摆线一般采用180°滚动周期下的外摆线[10]，而非180°滚动周期下的外摆线构造则相对较少[11]。有鉴于此，本文中拟以滚径比为变量，以泵的最佳综合性能为目标，探究非180°滚动周期下的外摆线轮廓构造。

1 外摆线转子的轮廓构造

图1 中，外摆线转子的半叶轮廓由顶圆弧01、外摆线12、内轭线23 和根圆弧34，共4 段首尾相连组成。其中，顶圆弧01 和根圆弧34 为过渡轮廓段，不参与转子副的共轭运动，外摆线12 和内轭线23 为工作轮廓段，承担转子副的共轭运动；O、O′分别为本体转子、配对转子的中心，O0、O4 为顶、根（对称）轴，顶、根轴间的角平分轴为中轴O2，顶轴与中轴、中轴与根轴的夹角均为共轭圆心角φ，φ=0.5π/N，N为转子叶数，即转子副的重合度为1；……