一种自平衡的锥形螺杆转子的制作方法

技术特征：

1.一种自平衡的锥形螺杆转子，其特征是：螺杆转子呈锥形，从吸气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅶ-Ⅶ)，螺杆转子的齿顶圆弧半径R₁逐渐减小，齿根圆弧半径R₃逐渐增大，且螺杆转子是全光滑的，不存在不光滑处；螺杆转子的导程P沿轴向保持不变；齿顶厚度δ₁和齿根厚度δ₂沿轴向保持不变且相等，即δ₁＝δ₂；在任意轴向位置处，螺杆转子的截面型线为S形，且截面型线的形心都在螺杆转子的回转中心线上。

2.如权利要求1所述的一种自平衡的锥形螺杆转子，其特征是：在任意轴向位置处，螺杆转子的截面型线都不相同，是变化的，但截面型线上各段组成曲线的类型和数量相同，共12段曲线，包括：第一齿顶圆弧AB、第一齿尖圆弧BC、第一摆线的等距曲线CD、第一齿根圆弧DE、第一连接圆弧的包络线EF、第一连接圆弧FG、第二齿顶圆弧GH、第二齿尖圆弧HI、第二摆线的等距曲线IJ、第二齿根圆弧JK、第二连接圆弧的包络线KL、第二连接圆弧LA；相邻两段曲线之间都是完全光滑连接的，截面型线上不存在不光滑连接点；截面型线上的第一齿顶圆弧AB、第一齿尖圆弧BC、第一摆线的等距曲线CD、第二齿根圆弧JK、第二连接圆弧的包络线KL、第二连接圆弧LA，分别与第二齿顶圆弧GH、第二齿尖圆弧HI、第二摆线的等距曲线IJ、第一齿根圆弧DE、第一连接圆弧的包络线EF、第一连接圆弧FG关于回转中心点O呈中心对称。

3.如权利要求1所述的一种自平衡的锥形螺杆转子，其特征是：在工作过程中，左旋螺杆转子(301)和右旋螺杆转子(302)在同步异向双回转运动中，能够实现完全正确的啮合；在任意轴向位置处，左旋螺杆转子(301)的左旋截面型线(201)和右旋螺杆转子(302)的右旋截面型线(202)完全相同；左旋螺杆转子(301)的左旋截面型线(201)上的第一齿顶圆弧AB、第一齿尖圆弧BC、第一摆线的等距曲线CD、第二齿根圆弧JK、第二连接圆弧的包络线KL、第二连接圆弧LA，分别与右旋螺杆转子(302)的右旋截面型线(202)上的第二齿根圆弧jk、第二摆线的等距曲线ij、第二齿尖圆弧hi、第二齿顶圆弧gh、第二连接圆弧fg、第二连接圆弧的包络线ef能够实现正确的啮合。

4.如权利要求1所述的一种自平衡的锥形螺杆转子，其特征是：左旋螺杆转子(301)由左旋截面型线(201)从吸气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅶ-Ⅶ)沿左旋螺旋线展开，右旋螺杆转子(302)由右旋截面型线(202)从吸气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅶ-Ⅶ)沿右旋螺旋线展开；以螺杆转子的回转中心线与吸气端所在平面的交点为坐标原点，以回转中心线为z轴，建立三维空间坐标系，螺旋线方程为：

左旋螺旋线：

右旋螺旋线：

式中：τ—螺旋展开角，rad；R—螺旋线基圆半径，mm；n—螺杆导程数；P—螺杆转子的导程；

在螺杆转子的截面型线沿螺旋线展开的同时，在任意轴向位置处，螺杆转子的截面型线的齿顶圆弧R₁、齿根圆弧半径R₃、齿顶圆弧的圆心角α也随螺旋展开角τ的变化而变化，其规律为：

齿顶圆弧半径：

齿根圆弧半径：

齿顶圆弧的圆心角：

式中：R_s1、R_d1—分别为在吸气端(Ⅰ-Ⅰ)和排气端(Ⅶ-Ⅶ)处的齿顶圆弧半径；R_s3、R_d3—分别为在吸气端(Ⅰ-Ⅰ)和排气端(Ⅶ-Ⅶ)处的齿根圆弧半径；α_s—在吸气端(Ⅰ-Ⅰ)处的齿顶圆弧的圆心角。

5.如权利要求1所述的一种自平衡的锥形螺杆转子，其特征是：左旋螺杆转子(301)的左旋截面型线(201)上的各曲线方程如下：

①第一齿顶圆弧AB的方程为：

②第一齿尖圆弧BC的方程为：

式中：r—齿尖圆弧半径；(x_M,y_M)—齿尖圆弧的圆心点M的坐标；

确定齿尖圆弧的圆心点M(x_M,y_M)的坐标，首先联立以下两个方程求出交点：

将上述方程所确定的交点，绕回转中心点O顺时针旋转β角度，得到齿尖圆心点M(x_M,y_M)；其中

③第一摆线的等距曲线CD的确定方式为：

首先按下述方程确定一段曲线：

将上述方程所确定的曲线，绕回转中心点O顺时针旋转β角度，得到第一摆线的等距曲线CD；

④第二齿根圆弧JK的方程为：

⑤第二连接圆弧的包络线KL的确定方式为：

首先按下述方程确定一段曲线：

将上述方程所确定的初始曲线，绕回转中心点O顺时针旋转α角度，得到第二连接圆弧的包络线KL，α为齿顶圆弧的圆心角；

⑥第二连接圆弧LA的方程为：

式中：L_p—第二连接圆弧LA的圆心点N距离回转中心点O的长度，由以下公式确定：

6.一种双螺杆真空泵，其特征是：使用如权利要求1所述的自平衡式锥形全光滑双螺杆转子。

7.一种双螺杆压缩机，其特征是：使用如权利要求1所述的自平衡的变螺距锥形螺杆转子。

8.一种双螺杆膨胀机，其特征是：使用如权利要求1所述的自平衡的变螺距锥形螺杆转子。