为实现泵用圆弧转子的造型参数化与尺寸最优化,由共轭关系构建峰圆弧与谷圆弧两类情况下的全参数型线方程与三维模型。其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,圆弧转子副所占方体的空间体积为目标函数,形状系数上限值、中心距取整和宽径比为约束函数,构建优化模型和实例分析。结果表明,峰圆弧与谷圆弧转子的两类型线,经三维模型验证,均能实现零件与装配件的全参数化;容积利用系数的拟合精度高,3阶的多项式拟合足能满足设计要求;实例参数下103mm节圆半径和1.3944形状系数的优化结果,说明转子尺寸存在优选的必要性。为泵用其它型线的转子提供了一种全参数的优化设计方法。

为提高罗茨泵的容积利用率和容积效率,提出一种具有更高形状系数的密封凸顶和偏心圆弧的转子型线。基于普通的圆弧转子型线,通过偏心设计形成偏心圆弧转子型线,实现形状系数和容积利用率的提高;再由密封用凸顶圆弧的设计,进一步大幅提高形状系数和容积利用率;并就这三种圆弧转子的2叶形状系数和容积利用率,进行实例运算。结果表明,偏心转子的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1.42%和2.24%;2叶凸顶转子凸顶半角1°~8°间的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1.95%~7.26%和3.58%~11.84%,效果明显;且凸顶结构简单、易加工。为罗茨泵其他型线的增效设计提供了一种创新途径和方法。