可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法技术

本申请公开了可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，属于双螺杆转子设计技术领域，包括在齿条型线的长边一侧通过法向齿条法构造齿条型线段，并计算对应的阴/阳转子端面型线段，可有效提高计算效率，方便优化出面积利用系数更高的曲线；在齿条型线的短边一侧通过齿廓法线法构造阴/阳转子端面型线段，并计算对应的阳/阴转子端面型线段，可有效避免干涉的产生；过阴转子的端面型线构造出啮合线，对啮合线进行修正，通过啮合线构造改进后的阴阳转子的端面型线，通过不同的修正系数进行修正，可对应不同的啮合长度和泄露三角形的面积，使得改进后的阴阳转子端面型线可适应不同的压力工况。的压力工况。的压力工况。

【技术实现步骤摘要】
可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法


[0001]本申请涉及双螺杆转子设计
，具体涉及可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法。

技术介绍

[0002]双螺杆机械包括两个相互啮合传动的转子，分别为阴转子和阳转子，阴转子和阳转子在相互啮合时，两转子之间的齿间容积随着啮合运动产生变化，在齿间容积变化过程中，转子需要承受气体作用力，而作用力的大小通常与工况压力大和转子的型线有关；在高压工况中，转子的受力较为复杂，泄漏量也更大，需对转子的型线进行调整设计，以优化转子受力，减少泄露量；但型线的参数较多，优化调整时每组参数都要重新计算和改进，计算量大，耗时长，其效率未免较低。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，可以解决上述技术问题。
[0004]本申请实施例提供可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，包括如下步骤：
[0005]基于法向齿条法构造齿条型线长边一侧的齿条型线段，计算对应的阴转子端面型线段和阳转子端面型线段；
[0006]基于齿廓法线法构造齿条型线短边一侧的阴转子端面型线段和/或阳转子端面型线段，计算对应的阳转子端面型线段和/或阴转子端面型线段，以及对应的齿条型线段；
[0007]光滑连接所有阴转子端面型线段，构造阴转子的端面型线；
[0008]基于阴转子的端面型线构造啮合线，对啮合线进行修正，得到修正后的啮合线；
[0009]基于修正后的啮合线，结合啮合线法重新构造阳转子端面型线和阴转子端面型线。
[0010]在一些实施例中，所述构造齿条型线长边一侧的齿条型线段，计算对应的阴转子端面型线段和阳转子端面型线段，包括：
[0011]基于法向齿条法，构造齿条型线段AB、BC和CD，并计算其在阴转子和阳转子上的共轭曲线：阴转子端面型线段A1B1、B1C1和C1D1，以及阳转子端面型线段A2B2、B2C2和C2D2。
[0012]在一些实施例中，所述构造齿条型线短边一侧的阴转子端面型线段和/或阳转子端面型线段，计算对应的阳转子端面型线段和/或阴转子端面型线段，以及对应的齿条型线段，包括：
[0013]基于齿廓法线法，构造阳转子端面型线段D2E2和F2G2，并计算其在阴转子和齿条上的共轭曲线：阴转子端面型线段D1E1和F1G1，以及齿条型线段DE和FG；
[0014]和/或，基于齿廓法线法，构造阴转子端面型线段E1F1和G1H1，并计算其在阳转子和齿条上的共轭曲线：阳转子端面型线段E2F2和G2H2，以及齿条型线段EF和GH。
[0015]在一些实施例中，齿条型线段AB、BC、CD、DE、EF、FG和GH顺次光滑连接，其中：
[0016]AB：为椭圆曲线段，椭圆的长轴半径为(0.04
‑
0.06)a，短轴半径为(0.03
‑
0.05)a，其中a为阴转子和阳转子的转子中心距；
[0017]BC：为直线；
[0018]CD：为椭圆曲线段，椭圆的长轴半径为(0.3
‑
0.5)a，短轴半径为(0.1
‑
0.3)a；
[0019]DE：为阳转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阳转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.01
‑
0.05)a；
[0020]EF：为阴转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阴转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.05
‑
0.1)a；
[0021]FG：为阳转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阳转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.0025
‑
0.0125)a；
[0022]GH：为阴转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阴转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.0025
‑
0.0125)a。
[0023]在一些实施例中，还包括：
[0024]基于法向齿条法构造齿条型线段HI和IJ，计算其在阴转子和阳转子上的共轭曲线：阴转子端面型线段H1I1和I1J1，以及阳转子端面型线段H2I2和I2J2；
[0025]GH光滑连接HI，HI光滑连接有IJ；
[0026]其中，HI是半径为(0.02
‑
0.05)a的圆弧；
[0027]IJ为直线，在阳转子上的共轭曲线I2J2是半径为1/2阳转子底径的圆弧；
[0028]在阴转子上的共轭曲线I1J1是半径为1/2阴转子外径的圆弧，且弧度范围为0
‑
30
°
。
[0029]在一些实施例中，还包括：
[0030]在重新构造的阳转子端面型线和阴转子端面型线中，对自交叉位置，基于齿廓线法进行修正。
[0031]在一些实施例中，所述基于阴转子的端面型线构造啮合线，包括：
[0032]获取阴转子端面型线上点的坐标和阴转子的啮合角，计算对应的啮合线上点的坐标位置：
[0033][0034][0035][0036][0037]其中，x3、y3为啮合线上点的坐标，x2、y2为阴转子端面型线上点的坐标，所述坐标位于直角坐标系，为阴转子的啮合角，z1为阳转子齿数，z2为阴转子齿数，a为阴转子和阳转子的转子中心距。
[0038]在一些实施例中，所述对啮合线进行修正，得到修正后的啮合线，包括：
[0039]x
′3＝x3；
[0040]y
′3＝y3·
k
y3
；
[0041][0042]其中，x
’3和y
’3为修正后的啮合线上点的坐标，x3和y3为啮合线上点的坐标，所述坐标位于直角坐标系，k
y3
为啮合线Y坐标的修正系数，k
f
为短边侧啮合线修正系数，k
r
为长边侧啮合线修正系数。
[0043]在一些实施例中，对于CD的啮合线：长边侧啮合段进行修正，其中k
r
的取值范围为0.9
‑
1.2。
[0044]在一些实施例中，所述k
r
为0.95。
[0045]在一些实施例中，对于DE和EF的啮合线：短边侧啮合段进行修正，其中k
f
的取值范围为0.9
‑
1.2。
[0046]在一些实施例中，所述k
f
为1.05。
[0047]在一些实施例中，所述基于修正后的啮合线，结合啮合线法重新构造阳转子端面型线和阴转子端面型线，包括：
[0048]基于修正后的啮合线，结合啮合线法重新构造阳转子端面型线：
[0049]获取修正后的啮合线上点的坐标、阴转子和阳转子的转子中心距以及阳转子的节圆半径，计算阳转子端面型线上点的坐标：
[0050][0051][0052][0053]其中，x1和y1为阳转子端面型线上点的坐标，a为阴转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，其特征在于：包括如下步骤：基于法向齿条法构造齿条型线长边一侧的齿条型线段，计算对应的阴转子端面型线段和阳转子端面型线段；基于齿廓法线法构造齿条型线短边一侧的阴转子端面型线段和/或阳转子端面型线段，计算对应的阳转子端面型线段和/或阴转子端面型线段，以及对应的齿条型线段；光滑连接所有阴转子端面型线段，构造阴转子的端面型线；基于阴转子的端面型线构造啮合线，对啮合线进行修正，得到修正后的啮合线；基于修正后的啮合线，结合啮合线法重新构造阳转子端面型线和阴转子端面型线。2.根据权利要求1所述的可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，其特征在于：所述构造齿条型线长边一侧的齿条型线段，计算对应的阴转子端面型线段和阳转子端面型线段，包括：基于法向齿条法，构造齿条型线段AB、BC和CD，并计算其在阴转子和阳转子上的共轭曲线：阴转子端面型线段A1B1、B1C1和C1D1，以及阳转子端面型线段A2B2、B2C2和C2D2。3.根据权利要求2所述的可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，其特征在于：所述构造齿条型线短边一侧的阴转子端面型线段和/或阳转子端面型线段，计算对应的阳转子端面型线段和/或阴转子端面型线段，以及对应的齿条型线段，包括：基于齿廓法线法，构造阳转子端面型线段D2E2和F2G2，并计算其在阴转子和齿条上的共轭曲线：阴转子端面型线段D1E1和F1G1，以及齿条型线段DE和FG；和/或，基于齿廓法线法，构造阴转子端面型线段E1F1和G1H1，并计算其在阳转子和齿条上的共轭曲线：阳转子端面型线段E2F2和G2H2，以及齿条型线段EF和GH。4.根据权利要求3所述的可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，其特征在于：齿条型线段AB、BC、CD、DE、EF、FG和GH顺次光滑连接，其中：AB：为椭圆曲线段，椭圆的长轴半径为(0.04
‑
0.06)a，短轴半径为(0.03
‑
0.05)a，其中a为阴转子和阳转子的转子中心距；BC：为直线；CD：为椭圆曲线段，椭圆的长轴半径为(0.3
‑
0.5)a，短轴半径为(0.1
‑
0.3)a；DE：为阳转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阳转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.01
‑
0.05)a；EF：为阴转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阴转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.05
‑
0.1)a；FG：为阳转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阳转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.0025
‑
0.0125)a；GH：为阴转子端面型线上一段圆弧在齿条上的包络线，所述阴转子端面型线上一段圆弧的半径为(0.0025
‑
0.0125)a。5.根据权利要求4所述的可提高载荷的双螺杆转子端面型线设计方法，其特征在于：还包括：基于法向齿条法构造齿条型线段HI和IJ，计算其在阴转子和阳转子上的共轭曲线：阴转子端面型线段H1I1和I1J1，以及阳转子端面型线段H2I2和I2J2；GH光滑连接HI，HI光滑连接IJ；
其中，HI是半径为(0.02
‑
0.05)a的圆弧；IJ为直线，在阳转子上的共轭曲线I2J2是半径为1/2阳转子底径的圆弧；在阴转子上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁皓，许良聪，朱夷诗，李敏，连小松，施奕雷，裴晓鹏，李亚冬，蔡其宸，戴远哲，
申请(专利权)人：上海齐耀螺杆机械有限公司，
类型：发明
国别省市：