【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及容积式液压泵设计，具体地，涉及一种基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法及理论排量、瞬时流量计算方法。
技术介绍
1、单齿差内啮合摆线泵具有结构紧凑、运转平稳、流量脉动小、自吸性能好等优点，因此其在航天、航空与航海领域的液压系统中具有广泛应用。摆线泵的内外转子齿廓一般采用短幅外摆线的等距曲线及其共轭曲线形成，由于短幅外摆线的方程表达式较为复杂，因此学术上推导出的摆线泵理论排量和瞬时流量的解析表达式方程就更加复杂。例如公开号为cn115143100a的专利公开一种分段式啮合型线摆线泵的理论流量计算方法，包括以下步骤：建立固定坐标系sf(xf,o2,yf)、动坐标系s1(x1,o1,y1)和动坐标系s2(x2,o2,y2)；找到围成最小工作腔容积和最大工作腔容积所对应的啮合点以及啮合型线；已知进油区起始位置上的啮合型线方程以及参数范围，确认啮合点的位置以及所用到的内外转子的分段式啮合型线，通过绕着垂直于外转子圆心o2(0,0)所在平面的z轴旋转得到最小工作腔容积和最大工作腔容积所对应啮合型线；分别将得到的外转子齿廓型线和内转子齿廓型线与外转子节圆圆点相连得到数个面积；得到工作腔容积最小和最大时的面积值，求得分段式啮合型线摆线泵的理论流量。
2、上述专利提出其技术方案能精确的测量出分段式啮合型线摆线泵的理论流量，克服现有方法计算精度差的技术问题。然而，上述技术方案仍然充斥了大量方程式计算，含有多项微分与积分项，计算过程极其复杂，仍然无法满足工程技术人员需要快速评估摆线泵理论排量、瞬时流量等性能特征的需求，无法
3、目前工程上常采用经验方法进行摆线泵理论排量计算，简化后的经验公式为但该计算公式并未考虑内转子和外转子复杂的齿廓方程，只利用了内转子的齿顶圆半径与齿根圆半径进行近似计算，这种经验排量计算公式误差大，算出来的理论排量会存在精确度低、适用范围窄的问题。此外，该经验公式计算值为常数，无法获得摆线泵随时间不断变化的瞬时流量曲线，也无法分析出流量脉动率特性，难以为工程设计提供摆线泵的精确设计参考。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术的缺陷，提供一种基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，该测量方法不涉及各种复杂公式的推导和计算，操作过程简单，且测量结果精确性高，能为摆线泵工程设计人员在优化转子结构与性能参数时提供可靠依据。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、一种基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，以摆线泵内转子、外转子的设计参数建立内转子和外转子的参数化模型，利用三维建模软件的表达式方法进行内转子和外转子的参数化模型建模，建模后进行参数化装配，得摆线泵装配模型，通过三维建模软件的图形布尔加减操作提取摆线泵装配模型中的单个容腔实体特征，调用三维建模软件的体积测量函数，获取内转子在不同旋转角度下单个容腔实体特征的体积值。
4、本专利技术同时提供一种摆线泵理论排量计算方法，所述理论排量的计算公式为：q＝z1×(vmax-vmin)，其中vmax、vmin分别为摆线泵单个容腔实体特征体积值中的最大值与最小值；所述单个容腔实体特征体积值通过如上所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法获得。
5、本专利技术还提供一种摆线泵瞬时流量计算方法，所述瞬时流量的计算公式为：其中n为摆线泵的内转子旋转速度,v为摆线泵单个容腔实体特征体积值；所述单个容腔实体特征体积值通过如上所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法获得。
6、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
7、1)本测量方法结合三维建模软件对摆线泵基于参数化的方式进行内转子和外转子的建模和组件装配，当基本变量发生改变后，三维建模软件可快速更新相应内、外转子模型及装配后的模型；所提取的单个容腔实体特征为具有参数化形式的单个容腔实体特征，可以随内转子的旋转角度phi1不断发生改变，无需重复建模与装配操作；最终利用三维建模软件的相关底层函数，可实现一次性快速获取内转子在不同旋转角度phi1下的单个容腔体积值，进而再计算出摆线泵的排量与瞬时流量，方便快捷。
8、2)本专利技术的测量方法和计算方法基于三维建模图形学方法展开，不涉及各种复杂公式的推导、简化和计算，对于工程设计人员非常友好，操作过程简单，能够快速精准地得出摆线泵相关技术参数，为摆线泵工程设计人员在优化转子结构与性能参数时提供依据。
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1.一种基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，以摆线泵内转子、外转子的设计参数建立内转子和外转子的参数化模型，利用三维建模软件的表达式方法进行内转子和外转子的参数化模型建模，建模后进行参数化装配，得摆线泵装配模型，通过三维建模软件的图形布尔加减操作提取摆线泵装配模型中的单个容腔实体特征，调用三维建模软件的体积测量函数，获取内转子在不同旋转角度下单个容腔实体特征的体积值。
2.根据权利要求1所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，摆线泵内转子、外转子的设计参数至少包括五个基本参数：内转子和外转子间的偏心距e，外转子创成圆半径L，外转子齿形圆半径R，内转子齿数z1，外转子齿数z2，五个基本参数同时满足如下约束条件：
3.根据权利要求2所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，内转子的参数化模型由内转子齿廓的参数化方程建立，所述参数化方程为：
4.根据权利要求3所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，外转子的参数化模型由外转子的齿顶圆和齿根圆建立，齿顶圆半径ra2和齿根圆半径rf2的方
5.根据权利要求4所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，内转子的建模过程为：在三维建模软件中创建包括五个基本参数及内转子旋转角phi1、转子厚度B和时间t在内的基本变量，利用规律曲线方法对内转子齿廓进行参数化建模。
6.根据权利要求4所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，外转子的建模过程为：在基本变量基础上，结合内转子的参数化方程、齿顶圆半径ra2和齿根圆半径rf2的方程建立包括外转子旋转角phi2、外转子齿根圆半径rf2、外转子齿顶圆半径ra2、外转子外圆半径G、内转子节圆半径r1、内转子x坐标、内转子y坐标和内转子zt坐标变量在内的衍生变量；利用草图尺寸驱动约束功能对外转子进行参数化建模。
7.根据权利要求6所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，所述参数化装配流程为：
8.根据权利要求7所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，单个容腔特征的体积值获取流程为：
9.一种摆线泵理论排量计算方法，其特征在于，所述理论排量的计算公式为：
10.一种摆线泵瞬时流量计算方法，其特征在于，所述瞬时流量的计算公式为：其中n为摆线泵的内转子旋转速度,V为摆线泵单个容腔实体特征体积值；所述单个容腔实体特征体积值通过权利要求1～8任意一项所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法获得。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，以摆线泵内转子、外转子的设计参数建立内转子和外转子的参数化模型，利用三维建模软件的表达式方法进行内转子和外转子的参数化模型建模，建模后进行参数化装配，得摆线泵装配模型，通过三维建模软件的图形布尔加减操作提取摆线泵装配模型中的单个容腔实体特征，调用三维建模软件的体积测量函数，获取内转子在不同旋转角度下单个容腔实体特征的体积值。
2.根据权利要求1所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，摆线泵内转子、外转子的设计参数至少包括五个基本参数：内转子和外转子间的偏心距e，外转子创成圆半径l，外转子齿形圆半径r，内转子齿数z1，外转子齿数z2，五个基本参数同时满足如下约束条件：
3.根据权利要求2所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，内转子的参数化模型由内转子齿廓的参数化方程建立，所述参数化方程为：
4.根据权利要求3所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，外转子的参数化模型由外转子的齿顶圆和齿根圆建立，齿顶圆半径ra2和齿根圆半径rf2的方程为：
5.根据权利要求4所述的基于三维建模的摆线泵单容腔体积测量方法，其特征在于，内转子的建模过程为：在三维建模...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈丁，王涛，李俊霖，农斌，李姣，李颖慧，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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