专利名称：一种大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械零件设计加工技术领域，特别地，涉及一种大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形。
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。所有这些齿形均由两种曲线组成，因此加工欠方便。与上述各种齿形相比，本发明的齿形仅由摆线一种齿形组成，加工相对方便。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形。齿顶圆与齿根圆一端间由延长摆线，节圆一端与齿根圆另一端由延长摆线，节圆另一端与齿顶圆另一端由外摆线组成的一种新型齿形的螺杆。用在螺杆泵中泄漏小，输出压力高，运行平稳，比流量大，承载力强，加工较易。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下一种大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形，螺杆径向截面由齿顶圆弧线ed、延长摆线cd、齿根圆弧线bc、延长摆线ab、节圆圆弧线af、外摆线ef组成。其中，齿顶圆弧线ed、齿根圆弧线bc和节圆圆弧线af是具有同一圆心且半径分别为R、r、R0的圆弧。
本发明相对于现有技术的有益效果是1.仅需一个螺距便可形成密封腔，结构紧凑，刚度高。
2.贮油空间大，故比流量大，密封性能好，压力高。
3.由于各段齿形均由摆线组成，而摆线加工成熟，故工艺相对简单。
4.大幅增大螺旋角，因此，可大幅缩短螺杆长度。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的径向截面图；图3是两个螺杆作纯滚动时啮合状态图；图4是两个螺杆作纯滚动时啮合曲线图；图5是两个螺杆作纯滚动时啮合曲线的侧视图。
具体实施例方式
螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆孤线，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆孤线，齿顶圆和齿根圆中间一侧的节圆曲线为圆孤线，齿顶圆孤线一端点和齿根圆孤线一端点间由延长摆线组成，齿根圆孤线另一端点和节圆圆孤线一端点间由延长摆线组成，齿顶圆孤线另一端点和节圆圆孤线另一端点间由外摆线组成；螺杆的头数n≥1，螺杆的长度大于两个螺距的长度。
下面结合附图详细说明本发明。
如图1、图2所示，螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆孤线de，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆孤线bc，齿顶圆与齿根圆中间一侧的节圆曲线为圆孤线af，齿顶圆孤线de一端点d点和齿根圆孤线bc一端c点间由延长摆线cd组成，齿根圆孤线bc另一端b点和节圆圆孤线af一端点a点间由延长摆线ab组成，齿顶圆孤线de另一端e点和节圆圆孤线af另一端f点间由外摆线ef组成；螺杆的头数n≥1，螺杆的长度大于两个螺距的长度。
当螺杆2的节圆II沿螺杆1的节圆I作纯滚动时，如图3所示，螺杆2上与螺杆1上d点对应点d’的轨迹即为延长摆线cd，同样，螺杆2上点e’的轨迹即为延长摆线ab，而螺杆2上点a’的轨迹即为外摆线ef，各段齿形曲线形成的方程如下1.延长摆线cd的形成
x＝Rsin2ψ-2R0sinψy＝2R0cosψ-Rsin2ψρ=x2+y2]]>β=cos-1ρ2+4R02-R24R0ρ]]>ψ=cos-14R02+R2-ρ24R0R]]>＝β-ψ式中式中x、y——齿廓上任一点的直角坐标ρ、——齿廓上任一点的极坐标的矢径和转角R、r、R0——齿顶圆、齿根圆和节圆半径ψ——节圆II相对于节圆I的转角β——极径与两螺杆中心连线的夹角2.齿顶圆de的形成ρ＝R3.齿根圆bc的形成ρ＝r4.节圆af的形成ρ＝R05.延长摆线ab的形成＝ψ-β-0式中0--齿顶圆弧de和齿根圆弧bc的弧度6.外摆线ef的形成＝1+0-(γ-α)α=cos-13R02+ρ24R0ρ]]>γ=cos-15R02+R24R02]]>
式中 如图1可知，如给定顶圆半径R和根圆半径r，便可确定延长摆线dc，如再给定顶圆圆弧de和根圆圆弧bc的弧度0(0在极限状态时可以0)，则b点和e点也随即给出。由于极径oa和oe确定，根据延长摆线和外摆线的性质，延长摆线ab所含的角度∠aob和外摆线ef所含的角度∠eof便可分别求得，即延长摆线ab和外摆线ef都可确定。换言之，一旦齿顶圆半径R，齿根圆半径r，齿顶圆圆弧和齿根圆圆弧的弧度ΨO给定时，图1给出的齿形曲线abcdef是唯一的。
两螺杆对应的啮合关系如图3所示螺杆2齿顶圆d’e’对应的啮合曲线是螺杆1的齿根圆弧bc，点d’对应于延长摆线cd，齿根圆弧b’c’对应于齿顶圆弧de，点a’对应于外摆线ef，e’对应于延长摆线ab。节圆圆弧a’f’，对应于节圆圆弧af。反过来也一样。
如图4，图5所示，当两螺杆相对滚动时，杆2就会在杆1上形成空间啮合曲线1-2-3-4-5-6-7-8-9。
同样，螺杆1也会在螺杆2上形成相应的啮合曲线。由于滚动是连续的，这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，从而产生了压力流体。
上述一对啮合曲线的形成需要一个螺距长度，为了使输入腔和输出腔在整个运行过程中始终隔离，在一对啮合曲线中断前，必须形成另一对啮合曲线，因此，整个螺杆的长度应大于两个螺距。
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
1.一种大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形，其特征在于，螺杆径向截面由齿顶圆弧线ed、延长摆线cd、齿根圆弧线bc、延长摆线ab、节圆圆弧线af、外摆线ef组成。其中，齿顶圆弧线ed、齿根圆弧线bc和节圆圆弧线af是具有同一圆心且半径分别为R、r、R0的圆弧。
2.根据权利要求1所述的大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形，其特征在于，所述延长摆线cd的曲线方程为x＝Rsin2ψ-2R0sinψy＝2R0cosψ-Rsin2ψρ=x2+y2]]>β=cos-1ρ2+4R02-R24R0ρ;]]>ψ=cos-14R02+R2-ρ24R0R]]>＝β-ψ所述齿顶圆弧线de的曲线方程为ρ＝R；所述齿根圆弧线bc的曲线方程为ρ＝r；所述节圆圆弧线af的曲线方程为ρ＝R0；所述延长摆线ab的曲线方程为＝ψ-β-0；所述外摆线ef的曲线方程为＝1+0-(γ-α)α=cos-13R02+ρ24R0ρ]]>γ=cos-15R02+R24R02]]> 式中，x、y为齿廓上任一点的直角坐标，ρ、为齿廓上任一点的极坐标的矢径和转角，R、r、R0为齿顶圆、齿根圆和节圆半径，ψ为节圆II相对于节圆I的转角，β为极径与两螺杆中心连线的夹角，为齿顶圆弧de和齿根圆弧bc的弧度。
全文摘要
本发明公开了一种大流量双螺杆泵的摆线螺杆齿形。齿顶圆与齿根圆一端间由延长摆线，节圆一端与齿根圆另一端由延长摆线，节圆另一端与齿顶圆另一端由外摆线组成的一种新型齿形的螺杆。用在螺杆泵中泄漏小，输出压力高，运行平稳，比流量大，承载力强，加工较易。
文档编号F04C2/00GK1648457SQ20051004900
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月31日 优先权日2005年1月31日
发明者陈行 申请人:浙江大学