兩外形相同的爪式轉子對裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兩外形相同的爪式轉子對裝置，由相互嚙合的定義轉子及共軛轉子組成，相互嚙合的轉子構形相同，該定義轉子的第一爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧及第四圓弧五段曲線組成，該四段圓弧的交點需滿足斜率連續(xù)的限制條件，由此限制條件及其幾何關系，可以適當選定第二圓弧及第三圓弧的圓心位置、半徑、圓弧角的數(shù)值，該共軛轉子第一爪部的斷面外形，可借由計算共軛曲線方式在順時針方向取得，再經由交錯式復制旋轉，可分別取得該定義與共軛轉子的其它爪部。
【專利說明】兩外形相同的爪式轉子對裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種爪式轉子對裝置，尤其涉及一種相互嚙合的轉子其構形相同，能夠使相互共軛嚙合過程順暢，不會產生噪音及機構疲勞，且能夠以參數(shù)提供偶數(shù)個嚙合爪數(shù)的兩外形相同的爪式轉子對裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有爪式轉子依實際需求的不同，兩轉子上的爪部有以奇數(shù)爪或偶數(shù)爪的配合型式，然而，不論以哪一種型式配合，爪式轉子的構造基本上包括:兩個相互共軛嚙合的定義轉子與共軛轉子，借由該兩轉子上的爪部進行相互共軛嚙合旋轉以提供周期性循環(huán)的壓縮運動，現(xiàn)有相關爪式轉子的構造可以參考美國專利案第1，426，820、5，149，256,4, 406,601、4，324，538,4, 224，016 及 4，430，050 號等。
[0003]然而，現(xiàn)有爪式轉子存在共同有待改善的瑕疵，即相互嚙合過程中會產生噪音與震動的現(xiàn)象，究其原因在于爪式轉子的兩爪部在尖部曲線形成不連續(xù)，因而，在周期性循環(huán)的壓縮運動過程，定義轉子與共軛轉子在尖部曲線不順暢下，使得兩爪部相互嚙合性不佳，于壓縮運動過程將產生噪音與震動，甚或造成因為不當?shù)膰Ш纤a生的摩耗與機構疲勞，而降低使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種兩外形相同的爪式轉子對裝置，該裝置能夠將相互共軛嚙合的定義轉子與共軛轉子以參數(shù)提供偶數(shù)個嚙合爪數(shù)，其相互嚙合的轉子構形相同并在轉子取得連續(xù)平順的運動曲線，借以不但確保兩轉子在周期性循環(huán)的壓縮運動過程不會有噪音與震動的現(xiàn)象產生，且能夠降低嚙合所產生的摩耗與機構疲勞，提高使用壽命。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種兩外形相同的爪式轉子對裝置，由相互嚙合的定義轉子及共軛轉子組成，該定義轉子及共軛轉子具有相同的外徑及節(jié)圓半徑，且外徑需大于節(jié)圓半徑，兩轉子具有相同的偶數(shù)個爪部及相同的爪部斷面外形，其中:
[0006]該定義轉子第一爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧、第四圓弧五段曲線組成，其中:四個相連圓弧對應于定義轉子圓心的角度等于360度除以爪數(shù)，第一圓弧及第四圓弧的圓心位置均位于定義轉子的圓心、且具有相同的圓弧角，第一圓弧的半徑和定義轉子外徑相同，第四圓弧的半徑為2倍節(jié)圓半徑減去外徑，四個依序相連的各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，由此限制條件及其幾何關系，可以適當選定第二圓弧及第三圓弧的圓心位置、半徑、圓弧角的數(shù)值；
[0007]該共軛轉子的第一爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線、外擺線五段組成，第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線四段曲線分別為定義轉子第一至第四圓弧位于共軛轉子的共軛曲線，第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線四個相連曲線對應于共軛轉子圓心的角度等于360度除以爪數(shù)，該外擺線為由定義轉子第一爪部的外擺線復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得；[0008]該定義轉子的第二爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第四曲線、第三曲線、第二曲線、第一曲線五段曲線組成，由共軛轉子第一爪部的外形復制到定義轉子、并經適當旋轉而得；
[0009]該共軛轉子的第二爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第四圓弧、第三圓弧、第二圓弧、第一圓弧、外擺線五段曲線組成，由定義轉子第一爪部的外形復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得；
[0010]該定義轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得；
[0011]該共軛轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得。
[0012]該各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，并透過非線性方程式找出對應的第三圓弧的角度。
[0013]該第二圓弧的半徑配合非線性方程式推論取得。
[0014]該第三圓弧的角度利用正弦定理、函數(shù)的微分，并透過解方程式推導。
[0015]該第一圓弧與第四圓弧給定的圓弧角為大于零度。
[0016]一種兩外形相同的爪式轉子對裝置，由相互嚙合的定義轉子及共軛轉子組成，該定義轉子及共軛轉子具有相同的外徑及節(jié)圓半徑，且外徑需大于節(jié)圓半徑，該定義轉子及共軛轉子具有相同的偶數(shù)個爪部及相同的爪部斷面外形，其中:
[0017]該定義轉子的第一爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第二圓弧及第三圓弧三段曲線組成，第二圓弧及第三圓弧該兩個相連圓弧對應于定義轉子圓心的角度等于360度除以爪數(shù)，該外擺線的起始點在距離定義轉子圓心2倍節(jié)圓半徑減去外徑的位置、其結束點位于外徑的位置，第二圓弧的起始點與外擺線的結束點連接、其圓心位置在該定義轉子及共軛轉子圓心的聯(lián)機上，第三圓弧的結束點位于2倍節(jié)圓半徑減去外徑的位置、其位置在定義轉子角度等于360度除以爪數(shù)的直線方向上，在第二圓弧與第三圓弧的交點需滿足斜率連續(xù)的限制條件，由此限制條件及其幾何關系，可以適當選定第二圓弧及第三圓弧的圓心位置、半徑、圓弧角的數(shù)值；
[0018]該共軛轉子的第一爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第二曲線、第三曲線、夕卜擺線三段組成，第二曲線、第三曲線兩個相連曲線分別為定義轉子第二圓弧、第三圓弧位于共軛轉子的共軛曲線，第二曲線及第三曲線兩個相連曲線對應于共軛轉子圓心的角度亦等于360度除以爪數(shù)，外擺線為由定義轉子第一爪部的外擺線復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得；
[0019]該定義轉子的第二爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第三曲線、第二曲線三段曲線組成，此三個相連曲線為由共軛轉子第一爪部的外形復制到定義轉子、并經適當旋轉而得；
[0020]該共軛轉子的第二爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第三圓弧、第二圓弧、夕卜擺線三段組成，由定義轉子第一爪部的外形復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得；
[0021]該定義轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得；
[0022]該共軛轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得。
[0023]該各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，并透過如下非線性方程式找出對應的第三圓弧角的角度。
[0024]該第二圓弧的半徑配合非線性方程式推論取得。
[0025]該第三圓弧角利用正弦定理、函數(shù)的微分，并透過解方程式推導。
[0026]該給定的第一圓弧角及第四圓弧角為零度。
[0027]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明兩外形相同的爪式轉子對裝置，能夠將相互共軛嚙合的定義轉子與共軛轉子，以參數(shù)提供偶數(shù)個相同構形的嚙合爪數(shù)，并在轉子爪部的根部與尖部(即爪部的斷面外形)取得連續(xù)平順的運動曲線，借以不但確保兩轉子在周期性循環(huán)的壓縮運動過程不會有噪音與震動的現(xiàn)象產生，且能夠降低嚙合所產生的摩耗與機構疲勞，提高使用壽命。
[0028]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]下面結合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其它有益效果顯而易見。
[0030]附圖中，
[0031]圖1-4為本發(fā)明兩外形相同的爪式轉子對裝置的第一實施例。
[0032]圖5為本發(fā)明兩外形相同的爪式轉子對裝置的第二實施例。
[0033]圖6-8為本發(fā)明兩外形相同的爪式轉子對裝置借輸入不同參數(shù)所取得2爪、4爪及8爪的實施例。
【具體實施方式】
[0034]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0035]請參閱圖1至圖4，本發(fā)明兩外形相同的爪式轉子對裝置由相互嚙合的定義轉子100及共軛轉子200組成，如圖1所示，本第一實施例以取得6爪相同構形的定義轉子100與共軛轉子200為介紹，該定義轉子100的第一爪部的斷面外形110，以非線性方程式取得，即可以取得該定義轉子100的單一爪部的尖部及根部輪廓，再借由共軛理論取得共軛轉子200的單一爪部的尖部及根部輪廓(即如圖2所示，共軛轉子的第一爪部的斷面外形210)，最后分別將定義轉子100與共軛轉子200的單一爪部尖部及根部輪廓(即第一爪部的斷面外形110，210)作交錯式復制旋轉，即可取得偶數(shù)倍的相同爪數(shù)與構形的定義轉子100與共軛轉子200。
[0036]請看回圖1及圖2所示，第一實施例6爪的定義轉子100與共軛轉子200具有相同的偶數(shù)個爪部及相同的爪部斷面外形，制造上該定義轉子100及共軛轉子200具有相同的外徑r及節(jié)圓半徑rp，且外徑r需大于節(jié)圓半徑rp，該定義轉子100第一爪部的斷面外形110，如圖1所示，在逆時針方向依序由外擺線115、第一圓弧111、第二圓弧112、第三圓弧113、第四圓弧114等五段組成，其中:四個相連圓弧對應于定義轉子100圓心的角度等于360度除以爪數(shù)2η，第一圓弧111及第四圓弧114的圓心位置均位于定義轉子100的圓心C1、且具有相同的圓弧角α ,第一圓弧111的半徑和定義轉子外徑r相同，第四圓弧114的半徑為2倍節(jié)圓半徑rp減去外徑r，四個依序相連的各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，由此限制條件及其幾何關系，可以適當選定第二圓弧112及第三圓弧113的圓心位置Cb, C。、半徑rB，r。、圓弧角β，Y等數(shù)值；上述該第二圓弧112的半徑rK由非線性
方程式來推論，該非線性方程式為
【權利要求】
1.一種兩外形相同的爪式轉子對裝置，由相互嚙合的定義轉子及共軛轉子組成，其特征在于，該定義轉子及共軛轉子具有相同的外徑及節(jié)圓半徑，且外徑需大于節(jié)圓半徑，兩轉子具有相同的偶數(shù)個爪部及相同的爪部斷面外形，其中: 該定義轉子第一爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第一圓弧、第二圓弧、第三圓弧、第四圓弧五段曲線組成，其中:四個相連圓弧對應于定義轉子圓心的角度等于360度除以爪數(shù)，第一圓弧及第四圓弧的圓心位置均位于定義轉子的圓心、且具有相同的圓弧角，第一圓弧的半徑和定義轉子外徑相同，第四圓弧的半徑為2倍節(jié)圓半徑減去外徑，四個依序相連的各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，由此限制條件及其幾何關系，可以適當選定第二圓弧及第三圓弧的圓心位置、半徑、圓弧角的數(shù)值； 該共軛轉子的第一爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線、外擺線五段組成，第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線四段曲線分別為定義轉子第一至第四圓弧位于共軛轉子的共軛曲線，第一曲線、第二曲線、第三曲線、第四曲線四個相連曲線對應于共軛轉子圓心的角度等于360度除以爪數(shù)，該外擺線為由定義轉子第一爪部的外擺線復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得； 該定義轉子的第二爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第四曲線、第三曲線、第二曲線、第一曲線五段曲線組成，由共軛轉子第一爪部的外形復制到定義轉子、并經適當旋轉而得； 該共軛轉子的第二爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第四圓弧、第三圓弧、第二圓弧、第一圓弧、外擺線五段曲線組成，由定義轉子第一爪部的外形復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得；` 該定義轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得； 該共軛轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得。
2.如權利要求1所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，并透過非線性方程式找出對應的第三圓弧的角度。
3.如權利要求2所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該第二圓弧的半徑配合非線性方程式推論取得。
4.如權利要求3所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該第三圓弧的角度利用正弦定理、函數(shù)的微分，并透過解方程式推導。
5.如權利要求2所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該第一圓弧與第四圓弧給定的圓弧角為大于零度。
6.一種兩外形相同的爪式轉子對裝置，由相互嚙合的定義轉子及共軛轉子組成，其特征在于，該定義轉子及共軛轉子具有相同的外徑及節(jié)圓半徑，且外徑需大于節(jié)圓半徑，該定義轉子及共軛轉子具有相同的偶數(shù)個爪部及相同的爪部斷面外形，其中: 該定義轉子的第一爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第二圓弧及第三圓弧三段曲線組成，第二圓弧及第三圓弧該兩個相連圓弧對應于定義轉子圓心的角度等于360度除以爪數(shù)，該外擺線的起始點在距離定義轉子圓心2倍節(jié)圓半徑減去外徑的位置、其結束點位于外徑的位置，第二圓弧的起始點與外擺線的結束點連接、其圓心位置在該定義轉子及共軛轉子圓心的聯(lián)機上，第三圓弧的結束點位于2倍節(jié)圓半徑減去外徑的位置、其位置在定義轉子角度等于360度除以爪數(shù)的直線方向上，在第二圓弧與第三圓弧的交點需滿足斜率連續(xù)的限制條件，由此限制條件及其幾何關系，可以適當選定第二圓弧及第三圓弧的圓心位置、半徑、圓弧角的數(shù)值； 該共軛轉子的第一爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第二曲線、第三曲線、外擺線三段組成，第二曲線、第三曲線兩個相連曲線分別為定義轉子第二圓弧、第三圓弧位于共軛轉子的共軛曲線，第二曲線及第三曲線兩個相連曲線對應于共軛轉子圓心的角度亦等于360度除以爪數(shù)，外擺線為由定義轉子第一爪部的外擺線復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得; 該定義轉子的第二爪部的斷面外形，在逆時針方向依序由外擺線、第三曲線、第二曲線三段曲線組成，此三個相連曲線為由共軛轉子第一爪部的外形復制到定義轉子、并經適當旋轉而得； 該共軛轉子的第二爪部的斷面外形，在順時針方向依序由第三圓弧、第二圓弧、外擺線三段組成，由定義轉子第一爪部的外形復制到共軛轉子、并經適當旋轉而得； 該定義轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得； 該共軛轉子的第三爪部、第四爪部、第五爪部及第六爪部的斷面外形，依序由其第一爪部及第二爪部的斷面外形復制旋轉而得。
7.如權利要求6所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該各圓弧需滿足在各連接點其斜率連續(xù)的限制條件，并透過如下非線性方程式找出對應的第三圓弧角的角度。
8.如權利要求7所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該第二圓弧的半徑配合非線性方程式推論取得。
9.如權利要求8所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該第三圓弧角利用正弦定理、函數(shù)的微分，并透過解方程式推導。
10.如權利要求7所述的兩外形相同的爪式轉子對裝置，其特征在于，該給定的第一圓弧角及第四圓弧角為零度。
【文檔編號】F04C29/00GK103775341SQ201210401359
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權日:2012年10月15日
【發(fā)明者】鐘添東, 許蒼林 申請人:良峰塑膠機械股份有限公司