一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿，静涡旋齿(1)的啮合型线由4段曲线光滑连接，包括第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线GM和第二变径基圆渐开线的等距曲线MN；动涡旋齿相对中心O点旋转180°后与静涡旋齿完全重合；涡旋齿厚度δ从外圈到中心逐渐增大；在工作过程中，动涡旋齿和静涡旋齿实现完全正确啮合。本实用新型专利技术提出的一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿，可以增大涡旋压缩机的进气量，增加压缩比，提高面积利用率，增大排气区域涡旋齿的强度，有利于涡旋齿的设计和加工，改善涡旋齿工作性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于压缩机工程
，特别涉及涡旋压缩机涡旋齿型线。
技术介绍
涡旋式机械具有振动噪声小、零部件少、无吸排气阀、效率高的特点，在空调、制冷领域应用广泛；涡旋齿型线的设计对于涡旋压缩机的性能影响很大。中国申请专利技术专利(申请号200910016941.3)，公开了一种涡旋式气液混输泵，其涡旋齿型线的主要特征由四段构成，包括外侧变径基圆渐开线，内侧变径基圆渐开线，但该专利技术中涡旋齿型线采用的是基圆渐开线和变径基圆渐开线，动涡旋齿和静涡旋齿在运动过程中存在啮合间隙，且齿头尖端不参与啮合；中国申请专利技术专利(申请号201110308948.X)，公开了一种喷液涡旋压缩机的涡旋齿形线，其涡旋齿主要型线特征有三段涡旋型线组成，包括外侧变径基圆渐开线，内侧中心处变径基圆渐开线，内侧外圈变径基圆渐开线的法相等距曲线，该专利技术中涡旋齿型线采用了变径基圆渐开线和变径基圆渐开线的等距曲线，动涡旋齿和静涡旋齿存在啮合间隙，且齿头尖端不参与啮合。为了解决渐变壁厚涡旋齿工作过程不全啮合且渐变壁厚涡旋齿型线设计复杂的问题，进而增大涡旋压缩机的进气量，提高面积利用率，增加涡旋齿的强度，本技术提出的一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿。采用变径基圆渐开线的等距曲线和基圆渐开线的等距曲线的组合型线，实现涡旋齿厚度δ从外圈到中心逐渐增大；在工作过程中，动涡旋齿和静涡旋齿实现完全正确啮合；可以增大涡旋压缩机的进气量，增加压缩比，增大排气区域涡旋齿的强度，提高面积利用率，有利于涡旋齿的设计和加工，改善涡旋齿工作性能，对于丰富涡旋压缩机的型线设计具有重要意义。
技术实现思路
本技术为了解决渐变壁厚涡旋齿工作过程不全啮合且渐变壁厚涡旋齿型线设计复杂的问题，增大涡旋压缩机的进气量，增加压缩比，满足不同压力腔对应的不同转子强度的要求，增加涡旋齿的强度，提高面积利用率，提出一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：外圈涡旋齿内侧和外侧啮合型线是变径基圆渐开线的等距曲线，涡旋齿中心的内侧和外侧啮合型线是基圆渐开线的等距曲线；静涡旋齿(1)的啮合型线包括4段光滑连接的曲线，依次为：第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线GM和第二变径基圆渐开线的等距曲线MN；涡旋齿厚度δ从外圈到中心逐渐增大，最外圈处的涡旋齿厚度最小，涡旋齿中心处的厚度最大。静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的啮合型线完全相同；静涡旋齿(1)相对中心O点旋转180°后与动涡旋齿(2)完全重合；静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)之间，存在中线EDOde，其中左侧中线ODE由第一圆渐开线OD和第一变径基圆渐开线DE组成；第一基圆渐开线OD的基圆中心是点O1，第一变径基圆渐开线DE的变径基圆中心是中心O点；第一圆渐开线OD通过中心O点，第一圆渐开线OD和第一变径基圆渐开线DE在D点光滑连接；右侧中线Ode和左侧中线EDO相对中心O点180°旋转对称；动涡旋齿(2)和静涡旋齿(1)的啮合型线是由中线EDOde分别向内、外侧法向等距生成，法向等距的距离为曲轴回转半径的一半。静涡旋齿(1)外圈的外侧第一变径基圆渐开线的等距曲线FH和内侧第二变径基圆渐开线的等距曲线NM的变径基圆中心为中心O点；静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的啮合型线完全相同；静涡旋齿(1)相对中心O点旋转180°后与动涡旋齿(2)完全重合；动涡旋齿(2)在公转平动的工作过程中，动涡旋齿(2)型线和静涡旋齿(1)型线实现完全正确啮合，即静涡旋齿(1)上的第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线MG、第二变径基圆渐开线的等距曲线NM分别与动涡旋齿(2)上第四变径基圆渐开线的等距曲线nm、第四圆渐开线的等距曲线mg、第三圆渐开线的等距曲线fg、第三变径基圆渐开线的等距曲线fh实现完全正确啮合。一种涡旋压缩机，使用本技术所提出的一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿。一种涡旋真空泵，使用本技术所提出的一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿。一种涡旋膨胀机，使用本技术所提出的一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿。本技术一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿型线的有益效果：①组成涡旋齿的型线能够光滑连接，在涡旋压缩机工作过程中，静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的型线可以完全正确啮合，是全啮合型线。②涡旋齿从外圈到中心是渐变壁厚，所组成的吸气区域工作腔压力低，涡旋齿强度低；所组成的排气区域工作腔压力高，涡旋齿的强度高。③涡旋齿外圈壁厚小，有利于增加吸气容积，增加涡旋压缩机的进气量，提高涡旋齿的面积利用率。④涡旋齿排气区域等距曲线的组合，使得排气区域压缩腔更小，排气腔压力更高，有利于增加压缩比。⑤涡旋齿采用圆渐开线的等距曲线和变径基圆渐开线的等距曲线，结构简单，有利于涡旋齿设计和加工。附图说明图1是一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿图。图2(a)是静涡旋齿(1)图。图2(b)是动涡旋齿(2)图。图3是形成动涡旋齿(2)和静涡旋齿(1)的中线图。图4是动涡旋齿(2)和静涡旋齿(1)的啮合过程图。图中：曲线FH—第一变径基圆渐开线的等距曲线；曲线FG—第一圆渐开线的等距曲线；曲线MG—第二圆渐开线的等距曲线；曲线NM—第二变径基圆渐开线的等距曲线；曲线nm—第四变径基圆渐开线的等距曲线；曲线mg—第四圆渐开线的等距曲线；曲线fg—第三圆渐开线的等距曲线；曲线fh—第三变径基圆渐开线的等距曲线；1—静涡旋齿；2—动涡旋齿；曲线OD—第一基圆渐开线；曲线Od—第二基圆渐开线；曲线DE—第一变径基圆渐开线；曲线de—第二变径基圆渐开线；gc1是Ob1向内侧法向等距生成型线；Gc2是Ob2向内侧法向等距生成型线；Ga1是Ob1向外侧法向等距生成型线；ga2是Ob2向外侧法向等距生成型线；d1d2是基圆O1和基圆O2的的公切线。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，为一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿图，其外圈涡旋齿的内侧和外侧啮合型线是变径基圆渐开线的等距曲线，其涡旋齿中心外的内外侧啮合型线是圆渐开线的等距曲线；静涡旋齿(1)的啮合型线包括4段光滑连接的曲线，依次为：第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线GM和第二变径基圆渐开线的等距曲线MN。静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的型线完全相同，即静涡旋齿(1)相对中心O点旋转180°后与动涡旋齿(2)完全重合；动涡旋齿(2)在公转平动的工作过程中，动涡旋齿(2)型线和静涡旋齿(1)型线实现完全正确啮合，即静涡旋齿(1)上的第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线MG、第二变径基圆渐开线的等距曲线NM和动涡旋齿(2)上第四变径基圆渐开线的等距曲线nm、第四圆渐开线的等距曲线mg、第三圆渐开线的等距曲线fg、第三变径基圆渐开线的等距曲线fh。图1中，在静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的公转中心位置处，存在中线EDOde；左侧中线EDO和右侧中线Ode相对中心O点180°旋转对称；第一圆渐开线OD和第二圆渐开线Od的中心分别是点O1和点O2，基圆O1和基圆O2的公切线d1d2过中心O点；第一变径基圆渐开线DE和第二变径基圆渐开线de是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿，其特征是：外圈涡旋齿的内侧和外侧啮合型线是变径基圆渐开线的等距曲线，涡旋齿中心处的内侧和外侧啮合型线是圆渐开线的等距曲线；静涡旋齿(1)的啮合型线包括4段光滑连接的曲线，依次为：第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线GM和第二变径基圆渐开线的等距曲线MN；涡旋齿厚度δ从外圈到中心逐渐增大，最外圈处的涡旋齿厚度最小，涡旋齿中心处的厚度最大。

【技术特征摘要】
1.一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿，其特征是：外圈涡旋齿的内侧和外侧啮合型线是变径基圆渐开线的等距曲线，涡旋齿中心处的内侧和外侧啮合型线是圆渐开线的等距曲线；静涡旋齿(1)的啮合型线包括4段光滑连接的曲线，依次为：第一变径基圆渐开线的等距曲线FH、第一圆渐开线的等距曲线FG、第二圆渐开线的等距曲线GM和第二变径基圆渐开线的等距曲线MN；涡旋齿厚度δ从外圈到中心逐渐增大，最外圈处的涡旋齿厚度最小，涡旋齿中心处的厚度最大。2.根据权利要求1所述的一种全啮合的渐变壁厚涡旋齿，其特征是：静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的啮合型线完全相同；静涡旋齿(1)相对中心O点旋转180°后与动涡旋齿(2)完全重合；静涡旋齿(1)和动涡旋齿(2)的啮合型线是由中线EDOde分别向内侧、外侧法向等距生成，法向等距的距离为曲轴回转半径的一半；中线EDOde由左侧中线EDO和右侧中线Ode组成，左侧中线Ode和右侧中线EDO相对中心O点180°旋转对称；左侧中线ODE由第一圆渐开线OD和第一变径基圆渐开线DE组成；第一基圆渐开线OD的基圆中心是O1点，第一变径基圆渐开线DE的变径基圆中心是中心O点；左侧中线EDO中的第一圆渐开线OD通过中心O点，第一圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，曹晨燕，王君，张新述，赵峰，杨舒然，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：山东;37