专利名称：一种螺杆式空压机的螺杆齿形的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气压缩机，特别地，本发明涉及一种双螺杆空气压缩机的螺杆齿形。
背景技术：
现有的所有双螺杆空气压缩机螺杆的头数均为多头的，齿形复杂。比如，有的是四齿对六齿，有的是五齿对六齿，每个齿均由多达七段曲线组成，最少的也要由四段曲线组成，如德国的GHH型线和台湾的复盛型线。由于其头数多，曲线复杂，故加工复杂，加工量大，且密封线长度很长，泄漏三角形面积较大，密封效果欠佳，且所有现有的双螺杆式空压机的排量均不大，虽然能连续输气，流量脉动小，终究压力较低流量较小，成本较高，整机效率较低。
发明目的本发明的目的是提供一种螺杆式空气压缩机的螺杆齿形，其一根螺杆的齿形为单头的，另一根为三头的。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下一种螺杆式空压机的螺杆齿形，空压机包括两个螺杆，其特征在于，一根螺杆的齿形为单头的，另一根螺杆的齿形为三头的；单头螺杆径向截面的形状为齿顶圆曲线是圆心为θ2的圆弧线jk，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线是圆心为o2的圆弧线hi，齿顶圆弧线jk一端k点和齿根圆弧线hi一端h点间由圆心为p的圆弧线kl和广义摆线lh组成，其中p点是直线o2k和以o2为圆心的齿根圆的交点；齿根圆弧线hi另一端i点和齿顶圆弧线jk另一端j点之间由广义摆线ij组成，齿顶圆弧线jk的半径是齿根圆弧线hi的半径的三倍。
三头螺杆径向截面的形状为三头螺杆的每头螺杆的齿形均相等，且沿圆周均布，齿顶圆曲线是圆心为o1的圆弧线，其中两头的圆弧分别为圆弧ab和圆弧ef，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线是圆心为o1的圆弧线cd，齿顶圆弧线ab一端b点和齿根圆弧线cd一端c点间由圆心为q的圆弧线bc组成，其中q点是直线o1c与以o1为圆心的齿顶圆的交点；齿根圆弧线cd另一端d点和齿顶圆弧线ef另一端e点之间由广义摆线de组成，齿顶圆弧线ab的半径是齿根圆弧线cd的半径的三倍；三头螺杆齿形的导程是单头螺杆的三倍，两螺杆的齿顶圆直径相等，齿根圆直径相等。
本发明的优点是头数少，泄漏三角形面积小；密封线较短，密封性能好；输出流量大，输出压力高，效率高，噪声小；螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低。
图1是本发明三头螺杆的径向截面图；图2是本发明单头螺杆的径向截面图；图3是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时啮合状态图；图4是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时啮合曲线图；图5是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时单头螺杆的啮合曲线的侧视图；图6是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时三头螺杆的啮合曲线的侧视图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
图1示出了本发明三头螺杆径向截面的形状，三头螺杆的每头螺杆的齿形均相等，且沿圆周均布。齿顶圆曲线是圆心为o1的圆弧线，其中两头的圆弧分别为圆弧ab和圆弧ef，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆心为o1的圆弧线cd(此圆弧的弧度可调，极限值为零)，齿顶圆弧线ab一端b点和齿根圆弧线cd一端c点间由圆心为q的圆弧线bc组成，其中q点是直线o1c与以o1为圆心的齿顶圆的交点；齿根圆弧线cd另一端d点和齿顶圆弧线ef一端e点之间由广义摆线de组成。齿顶圆弧线ab的半径是齿根圆弧线cd的半径的三倍。
图2示出了本发明单头螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆心为02的圆弧线jk(此圆弧的弧度可调，极限值为零，)，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆心为02的圆弧线hi，齿顶圆弧线jk一端k点和齿根圆弧线hi一端h点间由圆心为p的圆弧线kl和广义摆线lh组成，其中p点是直线o2k和以o2为圆心的齿根圆的交点；齿根圆弧线hi另一端i点和齿顶圆弧线jk另一端j点之间由广义摆线ij组成。齿顶圆弧线jk的半径是齿根圆弧线hi的半径的三倍。
广义摆线de是当单头螺杆齿根圆绕三头螺杆齿顶圆作纯滚动时，单头螺杆上的j点在三头螺杆上形成的共轭曲线；广义摆线hl和ji分别是当单头螺杆齿根圆绕三头螺杆齿顶圆作纯滚动时，三头螺杆上的b点和c点在单头螺杆上形成的共轭曲线。
三头螺杆齿形的导程是单头螺杆的三倍，圆弧jk的弧度是圆弧cd的弧度的三倍，圆弧hi的弧度是圆弧ab弧度的三倍，螺杆的长度略大于单头螺杆的导程，两螺杆的齿顶圆直径相等，齿根圆直径相等。
图3示出了本发明的两螺杆对应的啮合关系，三头螺杆齿顶圆ab对应的啮合曲线是单头螺杆的齿根圆ih，三头螺杆齿根圆cd对应的啮合曲线是单头螺杆的齿顶圆jk，圆弧线bc对应于圆弧线kl，点b对应于广义摆线lh，点e对应于广义摆线ij，点j对应于广义摆线de。
如图4、图5所示，当两螺杆相对滚动时，三头杆就会在单头杆上形成空间啮合曲线1-2-3-4-5-6-7。
同样，如图4、图6所示，单头螺杆也会在三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，从而产生压缩气体。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种螺杆式空压机的螺杆齿形，空压机包括两个螺杆，其特征在于，一根螺杆的齿形为单头的，另一根螺杆的齿形为三头的。单头螺杆径向截面的形状为齿顶圆曲线是圆心为θ2的圆弧线jk，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线是圆心为o2的圆弧线hi，齿顶圆弧线jk一端k点和齿根圆弧线hi一端h点间由圆心为p的圆弧线kl和广义摆线lh组成，其中p点是直线o2k和以o2为圆心的齿根圆的交点；齿根圆弧线hi另一端i点和齿顶圆弧线jk另一端j点之间由广义摆线ij组成，齿顶圆弧线jk的半径是齿根圆弧线hi的半径的三倍。三头螺杆径向截面的形状为三头螺杆的每头螺杆的齿形均相等，且沿圆周均布，齿顶圆曲线是圆心为o1的圆弧线，其中两头的圆弧分别为圆弧ab和圆弧ef，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线是圆心为o1的圆弧线cd，齿顶圆弧线ab一端b点和齿根圆弧线cd一端c点间由圆心为q的圆弧线bc组成，其中q点是直线o1c与以o1为圆心的齿顶圆的交点；齿根圆弧线cd另一端d点和齿顶圆弧线ef另一端e点之间由广义摆线de组成，齿顶圆弧线ab的半径是齿根圆弧线cd的半径的三倍。三头螺杆齿形的导程是单头螺杆的三倍，两螺杆的齿顶圆直径相等，齿根圆直径相等。
2.根据权利要求1所述的螺杆式空压机的螺杆齿形，其特征在于，所述螺杆的长度略大于单头螺杆的导程。
3.根据权利要求1和2所述的螺杆式空压机的螺杆齿形，其特征在于，所述圆弧jk和圆弧cd的弧度可调，其极限值为零。
全文摘要
一种螺杆式空压机的螺杆齿形，涉及一种空气压缩机，其一根螺杆的齿形为单头的，另一根为三头的。单头螺杆径向截面的齿顶圆曲线为圆弧线，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆弧线，齿顶圆弧线一端点和齿根圆弧线一端点间由广义摆线组成，齿顶圆弧线另一端点和齿根圆弧线另一端点间由圆弧线和广义摆线组成。齿顶圆弧线的半径是齿根圆弧线的半径的三倍。三头螺杆径向截面的齿顶圆曲线为圆弧线，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆弧线，齿顶圆弧线一端点和齿根圆弧线一端点间由广义摆线组成，齿顶圆弧线另一端点和齿根圆弧线另一端点间由圆弧线组成。齿顶圆弧线的半径是齿根圆弧线的半径的三倍。三头螺杆齿形的导程是单头螺杆的三倍，螺杆的长度略大于单头螺杆的导程。本发明密封线长度较短，泄漏小，压力大，排量大，效率高。
文档编号F04C18/16GK1584338SQ20041002528
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月14日 优先权日2004年6月14日
发明者陈行, 陶国良 申请人:浙江大学