一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，螺杆转子由一对平行装配且相互啮合的螺杆转子组成，左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)的截面型线均只由两段曲线组成：左螺杆转子(1)的左截面型线(101)由左正态螺线ACB和左摆线BDA两段曲线首尾连接组成；右螺杆转子(2)的右截面型线(201)由右正态螺线包络线acb和右摆线bda两段曲线首尾连接组成；在工作过程中，左右螺杆转子可以实现正确的啮合；所提出的螺杆转子能够自由地调节齿顶、齿根和过渡段部分，使得螺杆转子的设计更加灵活，便于螺杆转子的参数化设计，同时具有设计过程简单的优点，丰富了双螺杆真空泵的型线类型。

A Normal Spiral Rotor for Twin Screw Vacuum Pump

【技术实现步骤摘要】
一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子
本技术涉及双螺杆真空泵，具体涉及一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子。
技术介绍
双螺杆真空泵是一种回转容积式流体机械，通过两个相互啮合的螺杆转子在泵腔内做同步异向双回转运动实现工作腔容积的周期性变化，完成气体的吸入、压缩和排出过程；其显著优点为：干式无油、运行平稳、易损件少、振动和噪音小，广泛应用于航空、电子、石化和核工业的领域。目前传统的螺杆转子的截面型线通常由齿顶圆弧、齿根圆弧、摆线和渐开线四段曲线组成，存在的问题是：齿根圆弧与渐开线连接不光滑，在工作过程中存在不参与啮合的部分，由此截面型线所生成的螺杆转子的空间接触线不连续，导致泄漏严重；中国专利，公布号CN105332914B和CN105240277B通过添加圆弧和圆弧包络线，实现了齿根圆弧和渐开线、齿顶圆弧和渐开线的光滑连接，但是这种设计所提出的截面型线的组成曲线数量增多，且过渡曲线位置的确定过程复杂，设计过程更加繁琐。
技术实现思路
为了解决现有双螺杆真空泵螺杆转子的截面型线的组成曲线数量多、截面型线设计过程繁琐的问题，同时为了丰富双螺杆真空泵螺杆转子的种类，本技术提出了一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，左螺杆转子(1)的左截面型线(101)由左正态螺线ACB与左摆线BDA两段曲线首尾连接组成，并使用能够与左截面型线(101)正确啮合的曲线：右正态螺线包络线acb和右摆线bda两段曲线首尾连接组成右截面型线(201)；使用左正态螺线ACB和右正态螺线包络线acb中矢径变化平缓的部分代替传统的截面型线中的齿顶圆弧和齿根圆弧，减少了截面型线的组成曲线数量，简化了截面型线的设计过程。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，包括：左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)，左螺杆转子(1)的左截面型线(101)由左正态螺线ACB和左摆线BDA两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：左齿根连接点A和左齿顶尖点B，左正态螺线ACB和左摆线BDA在左齿根连接点A处光滑连接；右螺杆转子(2)的右截面型线(201)由右正态螺线包络线acb和右摆线bda两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：右齿根连接点a和右齿顶尖点b，右正态螺线包络线acb和右摆线bda在右齿根连接点a处光滑连接；在同步异向双回转运动的工作中，左截面型线(101)和右截面型线(201)能够实现完全正确的啮合：左截面型线(101)上的左正态螺线ACB、左齿顶尖点B、左摆线BDA分别与右截面型线(201)上的右正态螺线包络线acb、右摆线bda、右齿顶尖点b相啮合。一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，左螺杆转子(1)的左截面型线(101)的组成曲线的方程为：左摆线BDA的参数方程为：其中，t1为角度参数，R1为齿顶圆半径，R2为齿根圆半径；左正态螺线ACB的极坐标方程为：其中，t为极角，取值范围为：t∈[0,2π]；σ为正态尺度参数，取值范围为：ρACB(t)为矢径，取值范围为：ρACB(t)∈[R3,R1]，并且满足ρACB(0+α)-ρACB(0)＝δ和ρACB(2π)-ρACB(2π-α)＝δ；其中，α为齿顶部分或齿根部分的中心角，取值范围为：δ为齿顶部分或齿根部分的半径偏差，取值范围为：δ∈[0.001mm，0.1mm]。一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，右螺杆转子(2)的右截面型线(201)的组成曲线的方程为：右摆线bda的参数方程为：右正态螺线包络线acb的参数方程为：其中，由确定。本技术的有益效果是：①所提出的螺杆转子的截面型线仅由两段曲线组成，并且能够实现正确的啮合，截面型线的组成曲线数量得到极大的简化；由此截面型线所生成的螺杆转子仅由两个曲面组成。②所提出的螺杆转子能够自由地调节齿顶、齿根和过渡段部分，使得螺杆转子的设计更加灵活，便于螺杆转子的参数化设计，有利于得到综合性能更高的螺杆转子。附图说明图1为左螺杆转子(1)的左截面型线(101)图图2为右螺杆转子(2)的右截面型线(201)图图3为左截面型线(101)和右截面型线(201)的啮合图图4为左截面型线(101)和右截面型线(201)的包络图图5为左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)的啮合图图中：1—左螺杆转子；2—右螺杆转子；101—左截面型线；201—右截面型线；ACB—左正态螺线；BDA—左摆线；acb—右正态螺线包络线；bda—右摆线；R1—齿顶圆半径；R3—齿根圆半径；α—齿顶部分或齿根部分的中心角；具体实施方案下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示，为左螺杆转子(1)的左截面型线(101)图，由左正态螺线ACB和左摆线BDA两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：左齿根连接点A和左螺杆齿顶尖点B，左正态螺线ACB和左摆线BDA在左齿根连接点A点光滑连接，曲线方程如下：1)左摆线BDA的曲线方程为：2)左正态螺线ACB的极坐标方程为：左正态螺线ACB的参数方程为：其中，t为极角，取值范围为：t∈[0,2π]；σ为正态尺度参数，取值范围为：α为齿顶部分或齿根部分的中心角，取值范围为：所述的左截面型线(101)中左正态螺线ACB的矢径的取值范围为ρACB(t)∈[R3,R1]，并且满足ρACB(0+α)-ρACB(0)＝δ和ρACB(2π)-ρACB(2π-α)＝δ；δ为齿顶部分或齿根部分的半径偏差，取值范围为：δ∈[0.001mm，0.1mm]；左正态螺线ACB中矢径变化平缓的部分作为截面型线中的齿顶圆弧和齿根圆弧，其半径变化为齿顶部分或齿根部分的半径偏差δ。如图2所示，为右螺杆转子(2)的右截面型线(201)图，由右正态螺线包络线acb和右摆线bda两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：右齿根连接点a和右螺杆齿顶尖点b，右正态螺线包络线acb和右摆线bda在右齿根连接点a光滑连接，曲线方程如下：(1)右摆线bda的曲线方程为：(2)右正态螺线包络线acb的曲线方程为：式中：由求得。如图3所示，左截面型线(101)和右截面型线(201)的啮合图，左截面型线(101)和右截面型线(201)可实现正确的啮合。如图4所示，为左截面型线(101)和右截面型线(201)的包络图，在同步异向双回转运动的工作中，左截面型线(101)和右截面型线(201)能够实现完全正确的啮合：左截面型线(101)上的左正态螺线ACB、左齿顶尖点B、左摆线BDA分别与右截面型线(201)上的右正态螺线包络线acb、右摆线bda、右齿顶尖点b相啮合。如图5所示，为左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)啮合图，左螺杆转子(1)是由左截面型线(101)沿螺旋线展开形成的，右螺杆转子(2)是由右截面型线(201)沿螺旋线展开形成的；左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)均只由两个曲面组成；在两个螺杆转子做同步异向双回转运动时，能满足对应齿面的正确啮合，不存在干涉或者未参与啮合的部分。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，包括：左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)，其特征是：左螺杆转子(1)的左截面型线(101)由左正态螺线ACB和左摆线BDA两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：左齿根连接点A和左齿顶尖点B，左正态螺线ACB和左摆线BDA在左齿根连接点A处光滑连接；右螺杆转子(2)的右截面型线(201)由右正态螺线包络线acb和右摆线bda两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：右齿根连接点a和右齿顶尖点b，右正态螺线包络线acb和右摆线bda在右齿根连接点a处光滑连接；在同步异向双回转运动的工作中，左截面型线(101)和右截面型线(201)能够实现完全正确的啮合：左截面型线(101)上的左正态螺线ACB、左齿顶尖点B、左摆线BDA分别与右截面型线(201)上的右正态螺线包络线acb、右摆线bda、右齿顶尖点b相啮合。

【技术特征摘要】
1.一种双螺杆真空泵的正态螺线型螺杆转子，包括：左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)，其特征是：左螺杆转子(1)的左截面型线(101)由左正态螺线ACB和左摆线BDA两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：左齿根连接点A和左齿顶尖点B，左正态螺线ACB和左摆线BDA在左齿根连接点A处光滑连接；右螺杆转子(2)的右截面型线(201)由右正态螺线包络线acb和右摆线bda两段曲线首尾连接组成，存在两个连接点：右齿根连接点a和右齿顶尖点b，右正态螺线包络线acb和右摆线bda在右齿根连接点a处光滑连接；在同步异向双回转运动的工作中，左截面型线(101)和右截面型线(201)能够实现完全正确的啮合：左截面型线(101)上的左正态螺线ACB、左齿顶尖点B、左摆线BDA分别与右截面型线(201)上的右正态螺线包络线acb、右摆线bda、右齿顶尖点b相啮合。2.如权利要求1所述的一种双螺杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：武萌，沙润东，王君，魏蜀红，崔淑洁，奚周瑾，
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