专利名称：一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种机械零件，特别涉及的是一种不等齿数的大流量高压双螺杆
泵的螺杆齿形。
背景技术：
双螺杆泵螺杆的齿形有摆线齿形(专利号99201251. 1)，阿基米德螺旋线螺杆齿 形(专利号96236524.6)及渐开线齿形等。但所有上述齿形均为单头的，且两螺杆的横截 面均相同。少数的双螺杆泵螺杆的齿形也有双头的，但两根螺杆都是双头的，齿数相等，横 截面形状相同，且不能完全密封。无论是单头的还是双头的螺杆，它们的共同缺点是1、比 流量小，2、输出压力低。 并且中国专利200510060976. 9公开了一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺 杆齿形，其采用的螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为双头螺杆，另一根螺杆为三头螺杆；三 头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线、径向直线段、 广义摆线、齿根圆弧线、广义摆线和径向直线段顺序连接而成，其中，所述的齿顶圆弧线和 齿根圆弧线都是以三头螺杆的中心点为圆心的圆弧；双头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且 沿圆周对称分布，其中一头由包络线、广义摆线、齿顶圆弧线、广义摆线、包络线和齿根圆弧 线顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以双头螺杆的中心点为圆心的圆弧； 所述双头螺杆的齿根圆弧线的弧度是三头螺杆齿顶圆弧线的弧度的一倍半，所述双头螺杆 齿顶圆弧线的弧度是三头螺杆齿根圆弧线弧度的一倍半；所述三头螺杆的齿顶圆半径与双 头螺杆的齿顶圆半径相同，所述三头螺杆的齿根圆半径与双头螺杆的齿根圆半径相同。虽 然解决了上述的两个问题，但是仍然存在螺杆径向受力不平衡，螺杆相对长度较长的缺陷。
鉴于上述问题，本发明创作者，经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的是提供一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，用以克服 上述的缺陷。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种不等齿数的大流量高压 双螺杆泵的螺杆齿形，其中所述的螺杆泵包括两个螺杆， 一根螺杆为三头螺杆，另一根螺杆 为四头螺杆；其中， 四头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线、径 向直线段、广义摆线、齿根圆弧线、广义摆线和径向直线段顺序连接而成，其中，所述的齿顶 圆弧线和齿根圆弧线都是以四头螺杆的中心点为圆心的圆弧； 三头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线、广义摆 线、齿顶圆弧线、广义摆线、包络线和齿根圆弧线顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线和齿根圆 弧线都是以三头螺杆的中心点为圆心的圆弧； 所述三头螺杆的齿根圆弧线的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线的弧度的三分之四倍，所述三头螺杆齿顶圆弧线的弧度是四头螺杆齿根圆弧线弧度的三分之四倍；所述四头螺杆 的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与三头螺杆的齿 根圆半径相同。 较佳的，所述四头螺杆径向直线段为圆弧、摆线或渐开线。
较佳的，所述四头螺杆齿形的导程是三头螺杆的三分之四倍。 与现有技术比较本发明的有益效果在于，本发明的优点是密封线较短，密封性能 好；输出流量和输出压力成倍增加，效率高，运转平稳，噪声小；螺杆径向受力平衡，螺杆相 对长队较短，螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低；螺杆可以高速运转。
图1是本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形四头螺杆的径向截面 图； 图2是本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形三头螺杆的径向截面 图； 图3是图1和图2所示为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形两个 螺杆作滚动时啮合状态图； 图4是图1和图2所示为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形两个 螺杆作滚动时啮合曲线图。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
本发明的螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为四头螺杆，另一根螺杆为三头螺杆。
请参阅图1所示，其为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形四头螺 杆的径向截面图；本发明四头螺杆径向截面的形状，四头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿 圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线aj、径向直线段ab、广义摆线bc、齿根圆弧线ed、广 义摆线de和径向直线段ef依顺序连接而成。其中，齿顶圆弧线aj和齿根圆弧线ed都是 以所述的四头螺杆的中心点0l为圆心的圆弧，径向直线段ab和ef的长度可调，也可省略。
请参阅图2所示，其为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形三头螺 杆的径向截面图；本发明三头螺杆径向截面的双头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周 对称分布，其中一头由包络线f' e'、广义摆线a' f'、齿顶圆弧线a' b'、广义摆线b' c'、 包络线c' d'和齿根圆弧线d' g'顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线a' b'和齿根圆弧线 d' g'都是以三头螺杆的中心点o2为圆心的圆弧。 当三头螺杆和四螺杆以4 : 3的速比绕各自的圆心转动时，四头螺杆上广义摆线 be和de分别是三头螺杆上的b'点和a'点在四头螺杆上形成的共扼曲线，三头螺杆上广义 摆线a' f'和b' c'分别是四头螺杆上的e点和b点在双头螺杆上形成的共扼曲线，包络 线f' e'和c' d'分别是四头螺杆上的直线段ef和ab在三头螺杆上形成的共扼曲线。
所述的三头螺杆的齿根圆弧线d' g'的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线aj的弧度的 4/3，所述三头螺杆齿顶圆弧线a' b'的弧度是所述四头螺杆齿根圆弧线cd弧度的4/3。所 述的四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与所述三头螺杆的齿根圆半径相同。 所述四头螺杆齿形的导程是所述三头螺杆的4/3，螺杆的长度略大于所述的四头 螺杆的导程，两螺杆旋向相反。 请参阅图3所示，其是图1和图2所示的本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵 的螺杆齿形两个螺杆作滚动时啮合状态图；所述的四头螺杆齿顶圆aj和齿根圆ed对应的 啮合曲线分别是三头螺杆的齿根圆d' g'和齿顶圆a' b'，所述的三头螺杆上点a'和点 b'分别对应于四头螺杆上广义摆线de和广义摆线bc，所述的四头螺杆上点b和点e分别 对应于所述三头螺杆上广义摆线b' c'和广义摆线a' f'，所述四头螺杆上径向直线段 ab和ef分别对应于所述三头螺杆上的包络线c' d'和f' e'。 请参阅图4所示，其是图1和图2所示的本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵 的螺杆齿形两个螺杆作滚动时啮合曲线图。当两螺杆相对滚动时，所述的四头杆就会在所 述三头螺杆上形成空间啮合曲线，所述的三头螺杆也会在所述的四头螺杆上形成相应的啮 合曲线。由于转动是连续的，两条啮合曲线阻断了泵的输入腔和输出腔，且不断地向前推 进，从而产生压縮流体。 与对比文件比较本专利的优势在于 1、螺杆相对长度较短，本案每增加一级螺杆仅加长单级螺杆长度的三分之一，而 对比文件每增加一级螺杆却要加长单级螺杆长度的二分之一，级数越多，本案优势越明显。
2.螺杆径向力平衡情况得到大幅改善，本案螺杆径向力平衡在平衡长度和力度上 都大大优于对比文件。 3.从杆相对转速较低，本案在主杆转速与对比专利相等的情况下，从杆转速比对 比文件要低，从而改善运行工况。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性 的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变， 修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为三头螺杆，另一根螺杆为四头螺杆；其特征在于，四头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线、径向直线段、广义摆线、齿根圆弧线、广义摆线和径向直线段顺序连接而成，其中，所述的齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以四头螺杆的中心点为圆心的圆弧；三头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线、广义摆线、齿顶圆弧线、广义摆线、包络线和齿根圆弧线顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以三头螺杆的中心点为圆心的圆弧；所述三头螺杆的齿根圆弧线的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线的弧度的三分之四倍，所述三头螺杆齿顶圆弧线的弧度是四头螺杆齿根圆弧线弧度的三分之四倍；所述四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与三头螺杆的齿根圆半径相同。
2. 根据权利要求1所述的不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述四头螺杆径向直线段为圆弧、摆线或渐开线。
3. 根据权利要求1所述的不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述四头螺杆齿形的导程是三头螺杆的三分之四倍。
全文摘要
本发明为一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为三头螺杆，另一根螺杆为四头螺杆；所述三头螺杆的齿根圆弧线的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线的弧度的三分之四倍，所述三头螺杆齿顶圆弧线的弧度是四头螺杆齿根圆弧线弧度的三分之四倍；所述四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与三头螺杆的齿根圆半径相同。
文档编号F04C2/16GK101709698SQ20091018032
公开日2010年5月19日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者陈九慧 申请人:黄工机械集团有限公司