一种变截面涡旋齿及其型线设计方法技术

本发明专利技术涉及压缩机技术领域，特别涉及一种变截面涡旋齿，包括动盘涡旋齿和静盘涡旋齿，所述动盘涡旋齿和静盘涡旋齿均由涡旋齿基础型线生成，所述涡旋齿基础型线由两段变径基圆渐开线和两段修正圆弧组成。本发明专利技术的涡旋齿基础型线由两段变径基圆渐开线和两段修正圆弧组成，组成简单且过渡平滑，可简化型线设计计算，动盘涡旋齿和静盘涡旋齿均由涡旋齿基础型线生成，由于所采用的为同一曲线，可有效避免出现不平滑过渡，动静盘也更便于加工。动静盘也更便于加工。动静盘也更便于加工。

【技术实现步骤摘要】
一种变截面涡旋齿及其型线设计方法


[0001]本专利技术涉及压缩机
，特别涉及一种变截面涡旋齿及其型线设计方法。

技术介绍

[0002]涡旋压缩机是一种新型容积式流体压缩机，主要部件包括：动涡旋盘、静涡旋盘、防自转机构、曲轴和壳体等。在1905年由法国人Leon Creux专利技术，直到20世纪70年代，由于全球能源危机及温室效应的影响，使得节能、环保需求日益高涨，涡旋压缩机以其效率高、噪声小、结构简单等诸多优点受到青睐。如今，随着对涡旋压缩机的研究不断深入，其应用范围也在不断扩展。其应用领域主要有：制冷和空调、空气压缩、增压器、液体泵、膨胀机和真空泵等。
[0003]涡旋压缩机的主要作用是将低压进气压缩成高压排气，而排气压力与进气压力的比值即为其压缩比。高压腔和低压腔的容积直接影响其压缩比特性，这显然与形成涡旋齿的型线紧密相连，不同类型和长度的涡旋型线形成不同的压缩比。目前市场上应用最广泛的是等截面涡旋型线的涡旋压缩机，且型线类型大部分都为圆渐开线，其压缩比较小。然而随着工业的发展，大压缩比的涡旋压缩机的需求不断增加，传统的等截面涡旋压缩机已经不能满足这方面性能需求，而变截面涡旋压缩机更大压缩比更小尺寸等优势也更加明显。针对上述缺陷，本专利技术作出了改进。

技术实现思路

[0004]为了克服
技术介绍
的不足，本专利技术提供一种变截面涡旋齿，基础型线组成简单且过渡平滑，可简化型线设计计算，动盘涡旋齿和静盘涡旋齿均由基础型线生成，由于所采用的为同一曲线，可有效避免出现不平滑过渡，动静盘也更便于加工。
[0005]本专利技术提供一种变截面涡旋齿，包括动盘涡旋齿和静盘涡旋齿，所述动盘涡旋齿和静盘涡旋齿均由涡旋齿基础型线生成，所述涡旋齿基础型线由两段变径基圆渐开线和两段修正圆弧组成。
[0006]优选的，所述涡旋齿基础型线由两段变径基圆渐开线AB和CD，以及首端两段修正圆弧CF和FA组成；以基圆圆心O为原点建立二维坐标系；
[0007](1)涡旋齿基础型线内圈起点A到终点B为变径基圆渐开线，其坐标满足下式：
[0008][0009][0010]其中a0、a1和a2为常数，r为回转半径，为角度变量；
[0011](2)涡旋齿基础型线外圈起点C到终点D为变径基圆渐开线，其坐标满足下式：
[0012][0013][0014]其中a0、a1和a2为常数，r为回转半径，为角度变量；
[0015](3)涡旋齿基础型线首端修正C点到F点为圆弧线，其坐标满足下式：
[0016][0017][0018]其中(a3，a4)为修正圆弧圆心，a5为圆弧半径，为角度变量；
[0019](4)涡旋齿基础型线首端修正F点到A点为圆弧线，其坐标满足下式：
[0020][0021][0022]其中(a6，a7)为修正圆弧圆心，a8为圆弧半径，为角度变量。
[0023]优选的，对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成动盘涡旋齿型线，对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成静盘涡旋齿型线。
[0024]优选的，根据动盘尺寸采用由D点到E点的圆弧和由E点到B点的圆弧对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成所述动盘涡旋齿型线。
[0025]优选的，根据静盘结构对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成所述静盘涡旋齿型线。
[0026]优选的，根据静盘结构采用由G点到H的直线，由H点到I点的圆弧以及由B点到I点的多段线对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成所述静盘涡旋齿型线。
[0027]优选的，将生成的所述静盘涡旋齿型线保持不动，将生成的所述动盘涡旋齿型线绕原点O旋转180
°
后并偏移对应的回转半径r，再根据静盘涡旋齿型线和动盘涡旋齿型线分别得到相应的静盘涡旋齿和动盘涡旋齿，即可以得到啮合配对的动静盘涡旋齿。
[0028]本专利技术还提供一种涡旋压缩机或涡旋膨胀机，其使用上文任一项所述的一种变截面涡旋齿。
[0029]本专利技术还提供一种涡旋真空泵，其使用上文任一项所述的一种变截面涡旋齿。
[0030]本专利技术还提供一种变截面涡旋齿的型线设计方法，包括以下步骤：
[0031]S1.根据内圈渐开线方程确定内圈型线AB，根据外圈渐开线方程确定外圈型线CD，采用圆弧段CF和圆弧段FA对型线首端进行修正，得到涡旋齿基础型线；
[0032]S2.由涡旋齿基础型线生成动盘涡旋齿型线，尾端可根据动盘尺寸采用圆弧段DE和圆弧段EB两段圆弧进行修正或不进行特定修正；
[0033]S3.由涡旋齿基础型线生成与动盘对应的静盘涡旋齿型线，尾端可根据静盘结构采用直线GH、圆弧HI和多段线BI进行修正或不进行特定修正；
[0034]S4.将生成的所述静盘涡旋齿型线保持不动，将生成的所述动盘涡旋齿型线绕原点O旋转180
°
后并偏移对应的回转半径r，再根据静盘涡旋齿型线和动盘涡旋齿型线分别得到相应的静盘涡旋齿和动盘涡旋齿，即可以得到啮合配对的动静盘涡旋齿。
[0035]综上所述，本专利技术有益效果为：
[0036]1.相比于传统常用的等截面涡旋齿，采用本专利技术变截面的涡旋压缩机型线部分短，易于加工，同时啮合引起的泄漏量少，气体在压缩腔内停留的时间短，涡旋盘的温度不会太高，相同排量下，变截面涡旋齿能做到更小尺寸；
[0037]2.相比于其他现有的变截面型线，本专利技术采用的变截面型线设计方法能通过几个参数的确定即可非常简单的生成基础型线，从而确定涡旋压缩机的动静盘结构，简化设计
计算的过程同时，由于所采用的为同一曲线，避免出现不平滑过渡，动静盘也更便于加工。
[0038]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1为本专利技术涡旋齿基础型线的一种示意图；
[0041]图2为本专利技术动盘涡旋齿的一种示意图；
[0042]图3为本专利技术静盘涡旋齿的一种示意图；
[0043]图4为本专利技术动静盘啮合的一种示意图。
具体实施方式
[0044]下面将结合本专利技术实施例中的图1至图4，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0046]如图1至图4所示，本实施例公开的一种变截面涡旋齿，包括动盘涡旋齿和静盘涡旋齿，所述动盘涡旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变截面涡旋齿，其特征在于，包括动盘涡旋齿和静盘涡旋齿，所述动盘涡旋齿和静盘涡旋齿均由涡旋齿基础型线生成，所述涡旋齿基础型线由两段变径基圆渐开线和两段修正圆弧组成。2.根据权利要求1所述的一种变截面涡旋齿，其特征在于，所述涡旋齿基础型线由两段变径基圆渐开线AB和CD，以及首端两段修正圆弧CF和FA组成；以基圆圆心0为原点建立二维坐标系；(1)涡旋齿基础型线内圈起点A到终点B为变径基圆渐开线，其坐标满足下式：(1)涡旋齿基础型线内圈起点A到终点B为变径基圆渐开线，其坐标满足下式：其中a0、a1和a2为常数，r为回转半径，为角度变量；(2)涡旋齿基础型线外圈起点C到终点D为变径基圆渐开线，其坐标满足下式：(2)涡旋齿基础型线外圈起点C到终点D为变径基圆渐开线，其坐标满足下式：其中a0、a1和a2为常数，r为回转半径，为角度变量；(3)涡旋齿基础型线首端修正C点到F点为圆弧线，其坐标满足下式：(3)涡旋齿基础型线首端修正C点到F点为圆弧线，其坐标满足下式：其中(a3，a4)为修正圆弧圆心，a5为圆弧半径，为角度变量；(4)涡旋齿基础型线首端修正F点到A点为圆弧线，其坐标满足下式：(4)涡旋齿基础型线首端修正F点到A点为圆弧线，其坐标满足下式：其中(a6，a7)为修正圆弧圆心，a8为圆弧半径，为角度变量。3.根据权利要求2所述的一种变截面涡旋齿，其特征在于，对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成动盘涡旋齿型线，对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成静盘涡旋齿型线。4.根据权利要求3所述的一种变截面涡旋齿，其特征在于，根据动盘尺寸采用由D点到E点的圆弧和由E点到B点的圆弧对所述涡旋齿基础型线的尾端进行修正即可生成所述动盘涡旋齿型线。5.根据权利要求3所述的一种变截面涡旋齿，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范荣升，李勇，唐德显，何志洋，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：