一种全光滑的螺杆转子的制作方法

文档序号:9576906阅读:409来源:国知局
一种全光滑的螺杆转子的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及干式双螺杆真空栗,特别涉及适用于干式双螺杆真空栗的一种全光滑 的螺杆转子。
【背景技术】
[0002] 干式双螺杆真空栗是一种容积式真空栗,是通过2个能够实现啮合的螺杆转子的 同步异向双回转运动,在2个螺杆转子和栗体内腔之间形成周期性变化的工作腔容积,实 现气体的吸入、增压和排出,在栗的进口处形成真空;螺杆转子是由螺杆转子端面型线沿轴 向作螺旋展开生成的;因此螺杆转子端面型线及其共辄啮合性能直接影响双螺杆真空栗的 密封性能、效率、面积利用系数。
[0003] 常用的螺杆转子端面型线为圆渐开线、摆线和圆弧的组合线型;中国申请的发 明专利(申请号201310170259. 6)公开了一种螺杆转子型线,由6段曲线组成,包括:渐 开线、过渡曲线、齿顶圆弧、长摆线、齿根圆弧、过渡曲线;中国申请的发明专利(申请号 201510169195. 7)公开了一种螺杆转子型线,由6段曲线组成,包括:渐开线、过渡曲线、齿 顶圆弧、长摆线、齿根圆弧、过渡曲线。
[0004] 在上述螺杆转子端面型线中,是采用长摆线连接齿顶圆弧和齿根圆弧的,然而齿 顶圆弧与长摆线之间为不光滑连接,存在尖点;在理论上,点与摆线能够实现正确的啮合; 然而存在尖点的螺杆转子端面型线具有以下缺点:螺杆转子端面型线存在尖点导致所生成 的螺杆转子存在齿面不光滑处,在齿面不光滑处容易产生应力集中、受到流体的冲刷易变 形、易磨损、螺杆转子的寿命低、密封性能较差、气体泄漏较大,影响双螺杆真空栗的极限真 空度和抽速。

【发明内容】

[0005] 本发明为了解决上述问题,提出一种全光滑的螺杆转子;其螺杆转子端面型线包 括7段曲线,采用采用相互共辄啮合的1段圆弧DE和1段摆线的等距曲线EF将齿顶圆弧 CD和齿根圆弧FG光滑连接,采用摆线的等距曲线GA将齿根圆弧FG和圆渐开线AB光滑连 接,采用圆弧BC将圆渐开线AB和齿顶圆弧CD光滑连接;消除了螺杆转子端面型线中的尖 点,得到了全光滑的螺杆转子端面型线;2个相同的全光滑的螺杆转子端面型线在同步异 向双回转运动中,一侧螺杆转子端面型线的圆弧、摆线的等距曲线,分别与另一侧螺杆转子 端面型线的摆线的等距曲线、圆弧能够实现正确的啮合;由此螺杆转子端面型线沿轴向作 螺旋展开所生成的螺杆转子,不但满足正确的啮合,而且其齿面实现全部光滑过渡;提高了 螺杆转子的密封性能、强度、寿命,使得该螺杆转子能够适用于更高转速,同时提高了双螺 杆真空栗的极限真空度和抽速;所提出的螺杆转子对于提高双螺杆真空栗的性能具有重要 的意义。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0007] 螺杆转子在工作中作同步异向双回转运动,根据型线的共辄啮合原理,确定该运 动方式下与圆弧相啮合的摆线的等距曲线及其相对位置,实现圆弧与齿顶圆弧的光滑连 接、圆弧与摆线的等距曲线的光滑连接、摆线的等距曲线与齿根圆弧的光滑连接,得到全光 滑的螺杆转子端面型线;由此全光滑的螺杆转子端面型线沿轴向作螺旋展开生成全光滑的 螺杆转子,所生成的螺杆转子具有7个齿面,且7个齿面中的相邻齿面之间全部光滑过渡; 2个螺杆转子的螺杆转子端面型线相同,且在工作中能够实现正确的啮合,从而提高了螺杆 转子的综合性能。
[0008] -种全光滑的螺杆转子端面型线,由7段曲线组成,依次为:圆渐开线AB、圆弧BC、 齿顶圆弧CD、圆弧DE、摆线的等距曲线EF、齿根圆弧FG和摆线的等距曲线GA ;摆线的等距 曲线EF是摆线(1)的等距曲线以原点0为旋转中心,逆时针旋转γ角度后得到;齿顶圆弧 CD与圆弧DE光滑连接,圆弧DE与摆线的等距曲线EF光滑连接,摆线的等距曲线EF与齿根 圆弧FG光滑连接,实现螺杆转子端面型线全部光滑连接,不存在尖点,同时保证齿顶圆弧 CD的中心角与齿根圆弧FG的中心角相等。
[0009] -种全光滑的螺杆转子,由全光滑的螺杆转子端面型线沿轴向作螺旋展开生成, 螺旋圈数大于2,由7个齿面组成,依次为:齿顶面(11)、圆弧齿面(12)、斜齿面(13)、齿面 (14)、齿根面(15)、凹齿面(16)、圆弧齿面(17);这些齿面依次由螺杆转子端面型线中的齿 顶圆弧CD、圆弧BC、圆渐开线AB、摆线的等距曲线GA、齿根圆弧FG、摆线的等距曲线EF和 圆弧DE沿轴向作螺旋展开生成;所述的齿顶面(11)与圆弧齿面(17)光滑过渡,圆弧齿面 (17)与凹齿面(16)光滑过渡,凹齿面(16)与齿根面(15)光滑过渡,整个螺杆转子的相邻 齿面之间全部光滑过渡;相互啮合的2个全光滑的螺杆转子端面型线相同,由此螺杆转子 端面型线所生成的2个全光滑的螺杆转子在工作中能够实现全部齿面的正确啮合。
[0010] 一种双螺杆真空栗,使用上述一种全光滑的螺杆转子。
[0011] 本发明的有益效果为:
[0012] 所提出的螺杆转子端面型线没有尖点,是全光滑的;由此全光滑的螺杆转子端面 型线沿轴向作螺旋展开,生成全光滑的螺杆转子;在工作中,相互能够实现正确啮合的2个 全光滑的螺杆转子的螺杆转子端面型线相同;因此提高了螺杆转子的密封性能和力学性 能,提高了双螺杆真空栗的极限真空度和抽速。
【附图说明】
[0013] 图1是现有的螺杆转子端面型线图。
[0014] 图2是所提出的一种全光滑的螺杆转子端面型线图。
[0015] 图3是所提出的2个全光滑的螺杆转子端面型线的啮合图。
[0016] 图4是所提出的2个全光滑的螺杆转子端面型线在不同角度的啮合图。
[0017] 图5是所提出的一种全光滑的螺杆转子端面型线的生成过程图。
[0018] 图6是所提出的2个全光滑的螺杆转子的啮合图。
[0019] 图7是所提出的一种全光滑的螺杆转子图。
[0020] 图中一齿顶圆半径;R2-节圆半径;R3 -齿根圆半径;Rb -圆渐开线的基圆半 径;30U302-螺杆转子端面型线;1、3-摆线;2-圆渐开线;4 一齿顶圆;5-齿根圆;6、 9一圆;7、10-摆线的等距曲线;8 -圆渐开线;α、β、γ -角度m-圆(6)的半径;r2- 圆(9)的半径;11 一齿顶面;12-圆弧齿面;13-斜齿面;14一齿面;15-齿根面;16-凹齿 面;17-圆弧齿面;18-齿根面;19 一齿面;20-斜齿面;21-圆弧齿面;22-齿顶面;23- 圆弧齿面;24-凹齿面。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 如图1所示,现有的螺杆转子端面型线的齿顶圆弧CD和摆线DE之间的连接点D 为不光滑点,即尖点。
[0023] 如图2所示,所提出的一种全光滑的螺杆转子端面型线由7段曲线组成,依次为: 圆渐开线AB、圆弧BC、齿顶圆弧CD、圆弧DE、摆线的等距曲线EF、齿根圆弧FG和摆线的等距 曲线GA ;采用相互共辄啮合的1段圆弧DE和1段摆线的等距曲线EF将齿顶圆弧CD和齿 根圆弧FG光滑连接,采用摆线的等距曲线GA将齿根圆弧FG和圆渐开线AB光滑连接,采用 圆弧BC将圆渐开线AB和齿顶圆弧CD光滑连接;所述的组成螺杆转子端面型线的7段曲线 中相邻曲线之间全部光滑连接,不存在尖点,形成全光滑的螺杆转子端面型线。
[0024] 如图3所示,为2个全光滑的螺杆转子端面型线(301)和(302)之间的啮合图,相 互啮合的2个全光滑的螺杆转子端面型线(301)和(302)相同,在工作中螺杆转子端面型 线(301)的组成型线:圆渐开线AB、圆弧BC、齿顶圆弧CD、圆弧DE、摆线的等距曲线EF、齿 根圆弧FG、摆线的等距曲线GA,分别与螺杆转子端面型线(302)的组成型线:圆渐开线ab、 摆线的等距曲线ga、齿根圆弧fg、摆线的等距曲线ef、圆弧de、齿顶圆弧cd、圆弧be能够实 现正确的啮合。
[0025] 如图4所示,为2个全光滑的螺杆转子端面型线在不同角度的啮合图,(a)~⑴ 图中各相邻图所对应的主轴转角相错10° ;即(a)图到(b)图螺杆转子端面型线(301)顺 时针旋转10°,螺杆转子端面型线(302)逆时针旋转10° ;(b)图到(c)图螺杆转子端面型 线(301)顺时针旋转10°,螺杆转子端面型线(302)逆时针旋转10° ;以此类推;在(a)、 (b)、(c)和(d)图中,螺杆转子端面型线(301)中的圆弧DE与螺杆转子端面型线(302)中 的摆线的等距曲线ef相互啮合;在(f)、(g)、(h)和(i)图中,螺杆转子端面型线(301)中 的摆线的等距曲线EF与螺杆转子端面型线(302)中的圆弧de相互啮合;螺杆转子端面型 线(301)的组成型线:圆渐开线AB、圆弧BC、齿顶圆弧CD、圆弧DE、摆线的等距曲线EF、齿 根圆弧FG、摆线的等距曲线GA,分别与螺杆转子端面型线(302)的组成型线:圆渐开线ab、 摆线的等距曲线ga、齿根圆弧fg、摆线的等距曲线ef、圆弧de、齿顶圆弧cd、圆弧be能够实 现正确的啮合。
[0026] 如图5所示,为一种全光滑的螺杆转子端面型线的生成过程图;全光滑的螺杆转 子端面型线的生成过程如下:
[0027] ①如图5 (a)所示,按以下方程生成5段曲线,分别为:摆线(1)、圆渐开线(2)、摆 线(3)、齿顶圆(4)和齿根圆(5),各段曲线的方程如下: \x-2R-, cos,{t) + (R, -κ )cos(2?)
[0028] ^(1)?^:|ν = 2Λ
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