сопряженные роторы
Классы МПК: | F01C1/20 с зубьями неодинаковой формы F04C2/20 с зубьями различной формы |
Патентообладатель(и): | Ляо Чжень-И (CN) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-03-15 публикация патента:
10.06.1998 |
Сопряженные роторы могут быть использованы в жидкоструйных насосах, вакуумных насосах, в гидро- или пневмодвигателях, а также в роторных двигателях внутреннего сгорания. Вдоль внешних окружностей сопряженных роторов расположены эвольвентные зубья 5, рабочие зубья 4 и соответствующие им впадины 3, входящие в зацепление друг с другом при вращении роторов. Форма рабочих зубьев 4 и впадин 3 определяется согласно особым расчетным формулам. При вращении роторов рабочий зуб 4 входит в зацепление с сопряженной с ним впадиной 3. При этом характеристики их равномерного вращения по окружности совпадают с характеристиками вращения эвольвентного зуба 5, что обеспечивает равномерность скорости вращения. 2 табл. 12 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13
Формула изобретения
Сопряженные роторы, состоящие из взаимодействующих друг с другом и вращающихся внутри кожуха рабочего колеса и колеса, сопряженного с ним, вдоль внешних окружностей которых выполнены эвольвентные зубья и впадины между ними, при этом вдоль внешних окружностей рабочего колеса также выполнены рабочие зубья, а на другом колесе - впадины, сопряженные с рабочими зубьями рабочего колеса, высота рабочего зуба выполнена превышающей высоту эвольвентного зуба, а глубина указанной сопряженной впадины между зубьями выполнена превышающей глубину впадины между эвольвентными зубьями, отличающиеся тем, что форма рабочего зуба задана следующей параметрической зависимостью![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-53t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-54t.gif)
где n - целые числа;
a - расстояние между точкой пересечения линии, проходящей через точку Rd, с перпендикулярной ей линией 00" и точкой касания окружности радиусом Ra с окружностью радиусом Rb;
Ra - радиус базовой окружности эвольвентного зуба рабочего колеса;
Rd - точка пересечения линии R2 рабочего колеса с наружной окружностью эвольвентного зуба сопряженного колеса;
R2 - радиус внешней окружности рабочего зуба рабочего колеса;
OO" - линия, соединяющая центр O" рабочего колеса и центр O сопряженного колеса;
Rb - радиус базовой окружности эвольвентного зуба сопряженного колеса;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-55t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
ORd - линия, соединяющая точку Rd с центром O сопряженного колеса;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
i - передаточное число;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
причем толщина рабочего зуба по дуге внешней окружности определяется дугой, соответствующей внутреннему углу 2
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
X = R2cos
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/8594.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
Y = R2sin
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
где форма сопряженной впадины задана следующей параметрической зависимостью:
Xnb=(Ra+Rb)cos[i(
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
Ynb=R2sin[(
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
нижняя кривая сопряженной впадины ограничена дугой, образованной углом 2i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
X = (Ra+Rb-R2)cos(i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
Y = (Ra+Rb-R2)sin(i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/8594.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
по окружности сопряженного колеса равномерно распределено nb впадин, а по окружности рабочего колеса na рабочих зубьев, длина дуги, ограниченной углом
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-56t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-57t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-58t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-59t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-60t.gif)
где na и nb - целые положительные числа.
Описание изобретения к патенту
Настоящее изобретение относится к паре сопряженных роторов. Сопряженные роторы могут быть применены в жидкоструйных насосах, вакуумных насосах и/или в гидро- или пневмодвигателях, а также в роторных двигателях внутреннего сгорания. Существующие шестеренчатые насосы конструктивно состоят из пары зубчатых колес, называемых роторами, которые находятся в зацеплении друг с другом и вращаются внутри кожуха. Такого рода насосы закачивают или выкачивают жидкость через полость не является сплошной, ее емкость недостаточно велика, а между зацепленными зубьями всегда остается какое-то количество сжатой жидкости, шестеренчатый насос не пригоден для перекачивания газа. В заявке на роторный двигатель внутреннего сгорания (WO90/02888, кл. F 16 F 9/02, 1991) раскрыт ротор, применяемый в роторном двигателе внутреннего сгорания. Такой ротор, однако, не снабжен эвольвентными зубьями, входящими в зацепление при вращении зубчатых колес, а в самой заявке не приведена расчетная формула, описывающая форму рабочего зуба и соответствующей ему впадины. В германской заявке N DT 2330992, кл. F 01 C 1/14, 1975 раскрыт ротор, снабженный эвольвентными зубьями, входящими в зацепление при вращении зубчатых колес, рабочим зубом и взаимодействующей с ним впадиной. Однако подобно международной заявке, в ней не приведена расчетная формула, описывающая форму рабочего зуба и соответствующей ему впадины. В ней также не содержится подробной информации о конструкции рабочего зуба и впадины. Кроме того при их зацеплении друг с другом не обеспечивается равномерность скорости вращения. Технической задачей настоящего изобретения является создание пары взаимодействующих роторов, вдоль внешних окружностей которых расположены эвольвентные зубья, рабочие зубья и соответствующие впадины, входящие в зацепление друг с другом при вращении роторов, а форма зубьев и впадин определяется согласно особым расчетным формулам, когда при вращении роторов рабочий зуб входит в зацепление с сопряженной с ним впадиной, при этом характеристика их равномерного вращения по окружности совпадает с характеристиками вращения эвольвентного зуба, чем достигается равномерность скорости вращения. Указанная задача достигается тем, что сопряженные роторы, состоящие из взаимодействующих друг с другом и вращающихся внутри кожуха рабочего колеса и колеса, сопряженного с ним, вдоль внешних окружностей которых выполнены эвольвентные зубья и впадины между ними, при этом вдоль внешних окружностей рабочего колеса также выполнены рабочие зубья, а на другом колесе - впадины, сопряженные с рабочими зубьями рабочего колеса, высота рабочего зуба выполнена превышающей высоту эвольвентного зуба, а глубина указанной сопряженной впадины между зубьями выполнена превышающей глубины впадины между эвольвентными зубьями, форма рабочего зуба задана следующей параметрической зависимостью:![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-2t.gif)
где
n - целые числа;
a - расстояние между точкой пересечения линии, проходящей через точку Rd, с перпендикулярной ей линией OO" и точкой касания окружности радиусом Ra с окружностью радиусом Ro;
Ra - радиус базовой окружности эвольвентного зуба рабочего колеса;
Rd - точка пересечения линии R2 рабочего колеса с наружной окружностью эвольвентного зуба сопряженного колеса;
К2 - радиус внешней окружности рабочего зуба рабочего колеса:
OO" - линия, соединяющая центр O" рабочего колеса и центр O сопряженного колеса;
Rb - радиус базовой окружности эвольвентного зуба сопряженного колеса;
Rb1 - радиус внешней окружности эвольвентного зуба сопряженного колеса;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
ORd - линия, соединяющая точку Rd с центром O сопряженного колеса;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
i - передаточное число;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
причем толщина рабочего зуба по дуге внешней окружности определена дугой, соответствующей внутреннему углу 2
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-3t.gif)
а форма сопряженной впадины задана следующей параметрической зависимостью:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-4t.gif)
нижняя кривая сопряженной впадины ограничена дугой, образованной углом 2i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-5t.gif)
по окружности сопряженного колеса равномерно распределено nb впадин, а по окружности рабочего колеса na рабочих зубьев, длина дуги, ограниченной углом
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-6t.gif)
где
na и nb - целые положительные числа. На фиг. 1 показана принципиальная схема, иллюстрирующая образование кривой сопряженной впадины; на фиг. 2 - схематический чертеж кривой сопряженной впадины; на фиг. 3 - принципиальная схема, иллюстрирующая образование кривой рабочего зуба; на фиг. 4 - схематический чертеж кривой рабочего зуба; на фиг. 5 - принципиальная схема, иллюстрирующая толщину рабочего зуба по дуге окружности; на фиг. 6 - первый вариант основной конструкции механизма сопряженного ротора (ERM) (1 - сопряжение зубчатое колесо; 2 - рабочее зубчатое колесо; 3 - сопряженная впадина; 4 - рабочий зуб; 5 - эвольвентный зуб); на фиг. 7 - второй вариант основной конструкции ERM (3 - сопряженная впадина; 4 - рабочий зуб; 5 - эвольвентный зуб); на фиг. 8 - принципиальная схема, иллюстрирующая соотношение параметров, возникающих при сопряжении рабочего зуба и сопряженной впадины в процессе вращения роторов, когда i больше 1; на фиг. 9 - принципиальная схема, иллюстрирующая соотношение параметров, возникающих при сопряжении рабочего зуба и сопряженной впадины в процессе вращения роторов, когда i меньше 1; на фиг. 10 - принципиальная схема, иллюстрирующая соотношение между H, R, Rf и a; на фиг. 11 - вариант осуществления конструкции и размеры сопряженного зубчатого колеса; на фиг. 12 - вариант осуществления конструкции и размеры рабочего зубчатого колеса. В первую очередь следует пояснить происхождение формы и математический расчет кривых сопряженной впадины и рабочего зуба. Предположим, что имеется пара сопряженных зубчатых колес (A и B), рабочего колеса и сопряженного с ним колеса, находящихся в сопряженном вращении и имеющих одинаковые модули и равное число зубьев, а их передаточное число i равно 1; в целях удобства выведения формулы мы упрощаем пару колес до одного колеса, закрепленного в прямоугольной системе координат, где точка O является центральной точкой, а другое колесо вращается вокруг закрепленного колеса и одновременно вокруг собственной оси. В прямоугольной системе координат, показанной на фиг. 1, точка O является центром колеса B:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-7t.gif)
Пусть
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
при этом
R - радиус базовой окружности эвольвентного зубчатого колеса;
R2 - радиус внешней окружности рабочего зуба Колеса A (рабочего колеса);
R1 - радиус внешней окружности эвольвентного зуба;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
Центральное соединение колеса A и колеса B OO" равно 2R, а угол, образованный линией OO" и осью X, равен
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
Если колесо A вращается против часовой стрелки вокруг колеса B под углом
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-8t.gif)
По мере вращения колеса A вокруг колеса B и вокруг собственной оси под углом n
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-9t.gif)
где
R2 - радиус внешней окружности рабочего зуба;
R1 - радиус внешней окружности эвольвентного зубчатого колеса;
R - радиус базовой окружности эвольвентного зубчатого колеса;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-10t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/697.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-11t.gif)
По мере вращения колеса B вокруг колеса A и вокруг собственной оси, линия R2 пересекает плоскость колеса B, а геометрическое место точек L на колесе B (причем La и Lb являются начальной и конечной точкой, соответственно) начинает проецировать на плоскость колеса A два геометрических места точек I и I" (как показано на фиг. 4), что описывается следующей формулой:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-12t.gif)
где
R1 - радиус внешней окружности эвольвентного зубчатого колеса;
R - радиус базовой окружности эвольвентного зубчатого колеса;
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-13t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-14t.gif)
Когда исходная точка La геометрического места точек L доходит до наружной окружности R1 на колесе A, n
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-15t.gif)
На этом этапе геометрическое место точек L на колесе B проецируется на плоскость колеса A. Вкратце, ERM (сопряженный роторный механизм) имеет в основе два колеса - колесо A и колесо B. По мере вращения колеса A как вокруг колеса B, так и вокруг собственной оси, вершина линии R2 на колесе A, точка Rd пересекает плоскость колеса B и образует геометрическое место точек L, называемое "кривой сопряженной впадины" (см. формулу 1); и, соответственно, по мере вращения колеса B вокруг колеса A и вокруг собственной оси, кривая сопряженной впадины L проецирует на плоскость колеса A две кривые, при этом La является их начальной точкой, а Lb - конечной точкой; указанные две проецированные кривые I и I" образуют кривую рабочего зуба (см. формулу 2). Предположим, что в формуле 2 I и I" пересекаются в точке Rd (как показано на фиг. 4), когда высота головки зуба S приближается к нулю. Поскольку сопряженный роторный механизм главным образом применяется для сжатия газов и жидкостей или для преобразования энергии сжатого газа или жидкости в крутящий момент, большая поверхность трения головки зуба S и кожуха обеспечивает более высокую степень герметизации. Для достижения этого предполагаем, что I и I" по отдельности развернуты назад на величину одного угла
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-16t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-17t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-18t.gif)
Нижняя кривая сопряженной впадины, т.е. дуга, соответствующая величине
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-19t.gif)
Формула расчета кривой рабочего зуба выводится из формулы 2 следующим образом:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-20t.gif)
Кривая рабочего зуба по толщине наружной окружности, т.е. дуга, соответствующая угловой толщине зуба по наружной окружности 2
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-21t.gif)
Таким образом, мы получили математические модели сопряженной впадины (формулы 5A и 5B) и рабочего колеса (формулы 6A и 6B), где глубина сопряженной впадины равна (R2 - R), высота рабочего зуба - (R2 - R), а толщина рабочего зуба по наружной окружности равна S = 2R2sin
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/960.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112138/8800.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-22t.gif)
из чего мы выводим (см. фиг. 8 и 9). Ra
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
Когда угол вращения
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-23t.gif)
тогда i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
или
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-24t.gif)
Как показано на фиг. 8 и фиг. 9, если i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112138/8800.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112138/8736.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/697.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-25t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-26t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-27t.gif)
где
Ra - радиус базовой окружности эвольвентного зуба колеса A (рабочего колеса);
Rb - радиус базовой окружности эвольвентного зуба колеса B (сопряженного колеса);
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
i
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-28t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-29t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112138/8800.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-30t.gif)
Нижняя кривая сопряженной впадины рассчитывается по формуле 7B:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-31t.gif)
Координаты кривой рабочего зуба можно вывести из формулы 6A следующим образом:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-32t.gif)
Кривая рабочего зуба по толщине наружной окружности рассчитывается по следующей ниже формуле 8B:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-33t.gif)
Передаточное число i > 1 или i < 1, относящееся к фиг. 8 и 9, а также к формулам 7A и 8A, должно отвечать следующим требованиям:
По окружности одного из эвольвентных зубчатых колес. Колеса A, должны быть равномерно распределено na рабочих зубьев, а по окружности другого зубчатого колеса (колеса B) должно быть равномерно распределено nb сопряженных впадин;
Длина дуги, ограниченной углом
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-34t.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-35t.gif)
Ниже следует подробное описание варианта осуществления сопряженных роторов (ER), которые могут применяться, например, в компрессорах холодильных установок. Предположим, что рабочее колесо A и сопряженное колесо B имеют равное число зубьев, одинаковые модули и углы зацепления, а передаточное число i = 1. Эвольвентное зубчатое колесо имеет следующие характеристики:
число зубьев Z = 40;
модуль m = 0,5;
угол зацепления
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
радиус базовой окружности
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-36t.gif)
радиус окружности выступов
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-37t.gif)
радиус окружности впадин
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-38t.gif)
с целью снизить размер допуска между зубьями, радиальный зазор C в данном случае не принимается во внимание;
радиус окружности рабочего зуба R2 = 13,6. С учетом числа и прочности эвольвентных зубьев на колесе B кривая сопряженной впадины рассчитана таким образом, чтобы в нее вписывались четыре зуба, а наружная окружность рабочего зуба рассчитана таким образом, чтобы ее радиус выходил радиус Rb1 внешней окружности эвольвентного зуба и непосредственно рассекал радиус Rf окружности впадин колеса B (см. фиг. 11). Проведем линию, перпендикулярную линии OO" и пересекающую ее, от точки пересечения D точкой R2 (радиус внешней окружности рабочего зуба) с Rf (радиус окружности впадин колеса B), при этом H является высотой от точки D до линии OO" (см. фиг. 10). Тогда мы получим:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-39t.gif)
в результате a = 2,36775.
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-40t.gif)
тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-41t.gif)
тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
тогда k = 6, n = 0, 1, 2, ... r,
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112069/947.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
Подставим эти данные в формулу 7A расчета кривой сопряженной впадины:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-42t.gif)
тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-43t.gif)
Если n = 0, тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-44t.gif)
Если n = 1, тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-45t.gif)
.......... (опускается)
Если n = 6, тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-46t.gif)
Остальные координаты угла
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-47t.gif)
допустим, что = 6o5"26,69", когда n = 1, 2, ... k, (k = 6), а Rb1 заменено на Rf.
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-48t.gif)
Подставим эти данные в формулу 8A и получим:
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-49t.gif)
Если n = 0, тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-50t.gif)
Если n = 1, тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-51t.gif)
............ (опускается)
Если n = 6, тогда
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112885/2112885-52t.gif)
Координаты толщины зуба по внешней окружности S = 2R2sin
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112131/936.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
![сопряженные роторы, патент № 2112885](/images/patents/359/2112089/920.gif)
Класс F01C1/20 с зубьями неодинаковой формы
Класс F04C2/20 с зубьями различной формы
зубчатое колесо - патент 2482357 (20.05.2013) | ![]() |
роторный нагнетатель - патент 2069797 (27.11.1996) | |
пневмовинтовой насос - патент 2014496 (15.06.1994) |