专利名称：一种不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械零件设计加工技术领域，特别地，涉及一种不等齿数不等半径的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形。
背景技术：
本实用新型是对申请人于2005年9月30日向国家知识产权局专利局提出的专利申请(申请号200510060976.9)的进一步改造，以解决其不足，极大地提高比流量和输出压力。
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。
申请人于2005年9月30日向国家知识产权局专利局提出了专利申请，申请号为200510060976.9，该双螺杆泵两根螺杆齿数不等，但由于在这种螺杆泵中，两根螺杆外径相等，故体积仍较大，而且这种螺杆泵凸螺杆的齿高(或凹螺杆的齿深)最多只能达到凸螺杆半径的三分之一，如超过三分之一两螺杆就会发生干涉现象以致不能运行，故这种螺杆泵的比流量还是不够大。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足提供一种不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形，其一根螺杆的齿形为双头的，另一根为三头的。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形，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aj、阿基米德螺旋线ab、广义摆线bc、齿根圆弧线cd、广义摆线de和阿基米德螺旋线ef顺序连接而成。其中，齿顶圆弧线aj和齿根圆弧线cd都是以o1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o2为圆心的圆弧。
所述双头螺杆的齿根圆弧线d’g’的弧度是三头螺杆齿顶圆弧线aj的弧度的一倍半，所述双头螺杆齿顶圆弧线a’b’的弧度是三头螺杆齿根圆弧线cd弧度的一倍半，所述双头螺杆的齿高等于三头螺杆的齿深，所述三头螺杆的齿顶圆半径小于双头螺杆的齿顶圆半径。
进一步地，所述阿基米德螺旋线ab和ef也可为抛物线或双曲线。
进一步地，所述三头螺杆齿形的导程是双头螺杆的一倍半。
本实用新型的齿形与现有的各种齿形相比，其有益效果是，1、本实用新型凹螺杆的外径比凸螺杆的外径小，故螺杆泵的体积变小；2、本实用新型凸螺杆的齿高(或凹螺杆的齿深)可以达到以致超过凸螺杆半径的二分之一，故比流量和输出压力成倍增大，而加工仍较方便；3、密封线较短，密封性能好；体积小，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是本实用新型三头螺杆的径向截面图；图2是本实用新型双头螺杆的径向截面图；图3是图1和图2所示的两个螺杆作滚动时啮合状态图；图4是图1和图2所示的两个螺杆作滚动时啮合曲线图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。
本实用新型的螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为三头螺杆，另一根螺杆为双头螺杆。
图1示出了本实用新型三头螺杆径向截面的形状，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aj、阿基米德螺旋线ab、广义摆线bc、齿根圆弧线cd、广义摆线de和阿基米德螺旋线ef顺序连接而成。其中，齿顶圆弧线aj和齿根圆弧线cd都是以o1为圆心的圆弧，齿根圆弧线cd的弧度可调，其极限值为零，阿基米德螺旋线ab和ef也可为抛物线，双曲线或其他曲线，也可省略。
图2示出了本实用新型双头螺杆径向截面的形状，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o2为圆心的圆弧。
当双头螺杆和三螺杆以3∶2的速比绕各自的圆心转动时，三头螺杆上广义摆线bc和de分别是双头螺杆上的b’点和a’点在三头螺杆上形成的共轭曲线，双头螺杆上广义摆线a’f’和b’c’分别是三头螺杆上的e点和b点在双头螺杆上形成的共轭曲线，包络线f’e’和c’d’分别是三头螺杆上的阿基米德螺旋线ef和ab在双头螺杆上形成的共轭曲线。
双头螺杆的齿根圆弧线d’g’的弧度是三头螺杆齿顶圆弧线aj的弧度的一倍半，双头螺杆齿顶圆弧线a’b’的弧度是三头螺杆齿根圆弧线cd弧度的一倍半。双头螺杆的齿高等于三头螺杆的齿深，三头螺杆的齿顶圆半径小于双头螺杆的齿顶圆半径。
三头螺杆齿形的导程是双头螺杆的一倍半，螺杆的长度略大于三头螺杆的导程，两螺杆旋向相反。
图3示出了本实用新型的两螺杆对应的啮合关系，三头螺杆齿顶圆aj和齿根圆cd对应的啮合曲线分别是双头螺杆的齿根圆d’g’和齿顶圆a’b’，双头螺杆上点a’和点b’分别对应于三头螺杆上广义摆线de和广义摆线bc，三头螺杆上点b和点e分别对应于双头螺杆上广义摆线b’c’和广义摆线a’f’，三头螺杆上阿基米德螺旋线ab和ef分别对应于双头螺杆上的包络线c’d’和f’e’。
如图4、图5所示，当两螺杆相对滚动时，三头杆就会在双头螺杆上形成空间啮合曲线，双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，从而产生压缩流体。
上述实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形，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；其特征在于，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aj、阿基米德螺旋线ab、广义摆线bc、齿根圆弧线cd、广义摆线de和阿基米德螺旋线ef顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线aj和齿根圆弧线cd都是以o1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o2为圆心的圆弧；所述双头螺杆的齿根圆弧线d’g’的弧度是三头螺杆齿顶圆弧线aj的弧度的一倍半，所述双头螺杆齿顶圆弧线a’b’的弧度是三头螺杆齿根圆弧线cd弧度的一倍半；所述双头螺杆的齿高等于三头螺杆的齿深，所述三头螺杆的齿顶圆半径小于双头螺杆的齿顶圆半径。
2.根据权利要求1所述的不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述三头螺杆阿基米德螺旋线ab和ef也可为抛物线或双曲线。
3.根据权利要求1所述的不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述三头螺杆齿形的导程是双头螺杆的一倍半。
专利摘要本实用新型公开了一种不等齿数不等半径的双螺杆泵的螺杆齿形，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，双头螺杆的齿高等于三头螺杆的齿深，所述三头螺杆的齿顶圆半径小于双头螺杆的齿顶圆半径。用在螺杆泵中密封线较短，密封性能好；体积小，输出流量和输出压力成倍增加，效率高，噪声小；螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低。
文档编号F04C18/16GK2861556SQ20062010032
公开日2007年1月24日 申请日期2006年1月13日 优先权日2006年1月13日
发明者陈行 申请人:浙江大学