专利名称：一种双螺杆压缩机的转子齿形的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转子齿形，尤其涉及一种具有较高容积效率的双螺杆压缩机转子齿形。
背景技术：
常见的压缩机是通过其内的阳转子与阴转子等螺旋转子相互啮合转动以决定进气或进料压力与出气压力。而其中螺杆转子齿形的发展是推动双螺杆压缩机改善性能，拓宽应用领域的主要动力。转子型线一般由多段齿曲线首尾连接而成。目前，常用的齿曲线有点、直线、摆线、圆弧、椭圆、抛物线、渐开线、双曲线及其包络线。齿形中的尖点会引起较大的气流扰动，诱发高噪音；同时，点尖处型线不易加工，刀具磨损严重。为避免型线中出现尖点，现代转子齿形的设计大多避免采用点、直线和摆线，而采用圆弧、椭圆等二次曲线及其包络线，使转子实现曲面对曲面的密封，在不同工况下采用不同的阴阳转子齿数比。现有的压缩机转子齿形的发明目的大多是以不同的齿形以提高转子加工的方便性，并同时克服螺旋转子在啮转过程中可能产生的机械损失。但是尽管切削工具及设备的发展已得到大幅提升，但在齿形的设计上要达到前述两种目的仍有一大段路要走。本发明本此理念，积极开发并努力研究，经多次研究及改进测试，终有本发明的齿形结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双螺旋压缩机的转子齿形，该转子齿形在阳转子与阴转子相对啮合转动时，可达到更为圆滑贴合，型线的加工性能优越，减少其间隙缝及转动噪音，并提高齿形加工的方便性，延长刀具寿命。为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下一种双螺杆压缩机的转子齿形，是指螺旋压缩机中阴转子和阳转子的齿形，各以其轴转动时，两转子的齿形相互啮合；其特征在于，所述阴、阳转子端面齿形至少由四段曲线光滑连接而成，所述阴转子第一段齿形曲线A2B2，为一段椭圆弧，中心在阴转子节圆内，与阴转子齿顶圆内切于A2点；所述阳转子的第一段齿形曲线A1B1，为阴转子节圆沿阳转子作纯滚动时，由阴转子第一段齿形曲线A2B2运动所形成轨迹的包络线；阴转子第二段齿形曲线B2C2，是以阴、阳转子节圆上的切点P为圆心，半径为R3的一段圆弧，并与第一段齿形曲线A2B2光滑连接；阳转子的第二段齿形曲线B1C1，为圆心在阴、 阳转子节圆的切点P上的一段半径为R3的圆弧，并与阳转子的第一段齿形曲线A1B1光滑连接；阳转子的第三段齿形曲线D1E1，为圆心位于阳转子节圆外，半径为R4的一段圆弧； 阴转子第三段齿形曲线D2E2，是以阳转子节圆沿阴转子节圆作纯滚动时，由圆心位于阳转子节圆外，半径为R4的一段圆弧D1E1所形成轨迹的包络线；阴转子第四段齿形曲线E2F2，为中心位于阴转子节圆内的一段椭圆弧，与阴转子齿顶圆内切于F2点，并与第三段齿形曲线D2E2光滑连接；阳转子的第四段齿形曲线E1F1，为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时，由阴转子第四段齿形曲线^F2运动所形成轨迹的包络线，与阳转子齿底圆内切于F1点，并与第三段齿形曲线D1E1光滑连接；通过上述至少四段阴转子齿形曲线和阳转子齿形曲线的相互啮合形成阴转子、阳转子整体齿形曲线。又可在阴转子上形成第五段齿形曲线F2A2，该第五段齿形曲线F2A2以阴转子的旋转轴心A为圆心，半径为阴转子齿顶圆半径&的一段圆弧；阳转子上形成第五段齿形曲线 F1A1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿底圆弧半径的一段圆弧，即半径为阳转子节圆半径与阴转子节圆半径之和再减去阴转子齿顶圆半径0^+ - )。又可在阴转子上形成第六段齿形曲线C2D2，以阴转子的旋转轴心O2为圆心，半径为阴转子齿顶圆半径1- 的一段阴转子齿底圆弧，与第二段阳转子齿形曲线光滑连接；阳转子上形成第六段齿形曲线C1D1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿顶圆R1的一段圆弧，与第二段阳转子齿形曲线B1C1光滑连接。上述第六段齿形曲线也可单独在原阴转子上形成第五段齿形曲线，即在于阴转子上形成第五段齿形曲线C2D2，以阴转子的旋转轴心A为圆心，半径为1- 的一段圆弧，是阴转子齿底圆弧，与第二段阴转子齿形曲线光滑连接；阳转子上形成第六段齿形曲线 C1D1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿顶圆R1的一段圆弧，与第二段阳转子齿形曲线B1C1光滑连接。所述阴转子齿形为单边不对称型。所述阴转子齿形为双边不对称型。所述阳转子齿数为至少3齿、至多7齿，阴转子的齿数比阳转子多1个或2个齿。本发明的有益效果，各齿曲线在连接点处光滑过渡，齿形无尖点，阻力损失小，使阳转子、阴转子相对啮合运动时更为圆滑贴合，可提高压缩机工作效率。齿面形成带状密封，有利于形成液膜，密封性好。转子便于加工和检测，适宜成型铣削或磨削加工，加工性能良好，减少机械损失。以下结合附图进一步说明本发明的技术方案和实施例。
图1为本发明结构示意图；图2为本发明双边不对称齿形结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明进行具体分析。本发明的一种双螺杆压缩机的转子齿形， 是指螺旋压缩机中阴转子和阳转子的齿形，各以其轴转动时，两转子的齿形相互啮合而形成；所述阴、阳转子端面齿形至少由四段曲线光滑连接而成。如图1、图2所示，于阴转子2上以其旋转轴心&为中心，由内向处规划出同心的阴转子齿底圆2A、阴转子节圆2B、及阴转子齿顶圆2C。阳转子1上以其旋转轴心O1为中心，由内向外划出同心的阳转子齿底圆1A、阳转子节圆1B、及阳转子齿顶圆1C。通过模拟阴转子与阳转子相互啮合转动时，通过阴转子上的齿形曲线模拟出阳转子上的齿形曲线。
实施例1 本发明的齿形结构，本实施例中阳转子采用四齿，阴转子采用六齿。其中，阴转子第一段齿形曲线A2B2，为齿曲线椭圆弧，它是一段椭圆弧，中心在阴转子节圆2B内，与阴转子齿顶圆2C内切于A2点。阳转子第一段齿形曲线A1B1，为阴转子节圆 2B沿阳转子作纯滚动时，由阴转子第一段齿形曲线A2B2运动所形成轨迹的包络线。阴转子第二段齿形曲线B2C2，是以阴转子节圆2B与阳转子节圆IB上的切点P为圆心，半径为R3的一段圆弧，并与第一段齿形曲线A2B2光滑连接。阳转子的第二段齿形曲线B1C1，为圆心在阴、阳转子节圆的切点P上的一段半径为R3的圆弧，并与阳转子的第一段齿形曲线A1B1光滑连接。阳转子的第三段齿形曲线D1E1，为圆心位于阳转子节圆IB夕卜，半径为R4的一段圆弧。阴转子第三段齿形曲线D2E2，是以阳转子节圆IB沿阴转子节圆2B作纯滚动时，由圆心位于阳转子节圆外，半径为R4的一段圆弧D1E1所形成轨迹的包络线。阴转子第四段齿形曲线E2F2，为中心位于阴转子节圆2B内的一段椭圆弧，与阴转子齿顶圆2C内切于F2点，并与第三段齿形曲线D2E2光滑连接。阳转子的第四段齿形曲线 E1F1，为阴转子节圆2B沿阳转子节圆作纯滚动时，由阴转子齿形曲线E2F2运动所形成轨迹的包络线，与阳转子齿底圆内切于F1点，并与第三段阳转子齿形曲线D1E1光滑连接。通过上述至少四段阴转子齿形曲线和阳转子齿形曲线的相互啮合，即可形成阴转子、阳转子整体圆滑齿形曲线。实施例2:另外，本发明又可在实施例1上的阴转子2上形成第五段齿形曲线F2A2，第五段齿形曲线F2A2以阴转子的旋转轴心O2为圆心，半径为阴转子齿顶圆2C的半径R2的一段阴转子齿顶圆弧。阳转子1上形成第五段齿形曲线F1A1,以阳转子的旋转轴心O1为圆心、半径为阳转子齿底圆弧半径R5的一段圆弧，该R5 =阳转子节圆半径U阴转子节圆半径Rp-阴转子齿顶圆半径R2。即上述的阴转子齿形和阳转子齿形是通过五段曲线形成整体圆滑齿形曲线。实施例1与实施例2相比，相当于去除阴转子齿顶圆弧F2A2和阳转子齿底圆弧F1A1，将阴转子第四段齿形曲线E2F2和第一段齿形曲线A2B2光滑连接于A2/F2点，由包络线形成的阳转子齿形曲线E1F1和齿形曲线A1B1光滑连接于A1M点。此时转子齿形由五段齿形曲线变成四段齿形曲线。实施例3 本发明也可以在实施例1的基础上增加另一齿形曲线，该齿形曲线为在阴转子2 上的齿形曲线C2D2，以阴转子旋转轴心O2为圆心，半径为(R2-R3)的一段圆弧，是阴转子齿底圆弧，其中R2为阴转子齿顶圆半径。该齿形曲线C2D2与阴转子第二段齿形曲线B2C2光滑连接。阳转子1上的齿形曲线C1D1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿顶圆R1 的一段圆弧，与第二段阳转子齿形曲线B1C1光滑连接。即上述的阴转子齿形和阳转子齿形是通过五段曲线形成整体圆滑齿形曲线。实施例1与实施例3相比，相当于去除阴转子齿形曲线C2D2和阳转子齿形曲线C1D1，将齿形曲线 B2C2和由包络线形成的齿形曲线D2E2光滑连接于C2/D2点，齿形曲线B1C1和齿形曲线D1E1光滑连接于C1ZiD1点。此时转子齿形由五段齿形曲线变成四段齿形曲线。
实施例4 又本发明亦可在实施例2的基础上，又在阴转子2上形成第六段齿形曲线C2D2，该齿形曲线以阴转子旋转轴心O2为圆心，半径为(R2-R3)的一段圆弧，是阴转子齿底圆弧，与阴转子第二段齿形曲线光滑连接。阳转子1上形成第六段齿形曲线C1D1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿顶圆R1的一段圆弧，与第二段阳转子齿形曲线B1C1光滑连接。即上述的阴转子齿形和阳转子齿形是通过六段曲线形成整体圆滑齿形曲线。实施例1与实施例4相比，相当于去除阴转子齿形曲线C2D2和阳转子齿形曲线C1D1，阴转子齿顶圆弧F2A2和阳转子齿底圆弧F1A1,将齿形曲线和齿形曲线D2E2光滑连接于C2/D2点，将齿形曲线B1C1和齿形曲线D1E1光滑连接于C1ZiD1点，齿形曲线E2F2和齿形曲线AJ2光滑连接于A2/F2点，齿形曲线E1F1和齿形曲线A1B1光滑连接于A1ZiF1点。此时转子齿形由六段齿形曲线变成四段齿形曲线。从上所述可知，本发明的螺旋转子齿形确实可以改进常见螺旋转子齿形加工困难、效率低及产生噪音的缺点。上述阴转子齿形可以为单边不对称型，即齿形型线都在节圆内或节圆外，参见图1 所示。上述阴转子齿形也可以为双边不对称型，参见图2所示。上述阳转子齿数为至少3齿、至多7齿，阴转子的齿数比阳转子多1个或2个齿。 可以根据工况选取不同的阴阳转子齿数。以上所述是本发明较佳具体的实施例，若依本发明的构想所作的变换的装饰，其所产生的效果相同，仍未超出本发明所涵盖的内容，均应在本发明的范围内。
权利要求
1.一种双螺杆压缩机的转子齿形，是指螺旋压缩机中阴转子和阳转子的齿形，各以其轴转动时，两转子的齿形相互啮合；其特征在于，所述阴、阳转子端面齿形至少由四段曲线光滑连接而成，所述阴转子第一段齿形曲线Ap2，为一段椭圆弧，中心在阴转子节圆内，与阴转子齿顶圆内切于A2点；所述阳转子的第一段齿形曲线A1B1，为阴转子节圆沿阳转子作纯滚动时，由阴转子第一段齿形曲线AJ2运动所形成轨迹的包络线；阴转子第二段齿形曲线，是以阴、阳转子节圆上的切点P为圆心，半径为R3的一段圆弧，并与第一段齿形曲线AJ2光滑连接；阳转子的第二段齿形曲线B1C1，为圆心在阴、阳转子节圆的切点P上的一段半径为R3的圆弧，并与阳转子的第一段齿形曲线A1B1光滑连接；阳转子的第三段齿形曲线D1E1，为圆心位于阳转子节圆外，半径为R4的一段圆弧；阴转子第三段齿形曲线AE2，是以阳转子节圆沿阴转子节圆作纯滚动时，由圆心位于阳转子节圆外，半径为R4的一段圆弧D1E1所形成轨迹的包络线；阴转子第四段齿形曲线E2F2，为中心位于阴转子节圆内的一段椭圆弧，与阴转子齿顶圆内切于F2点，并与第三段齿形曲线D2E2光滑连接；阳转子的第四段齿形曲线E1F1，为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时，由阴转子第四段齿形曲线^F2运动所形成轨迹的包络线， 与阳转子齿底圆内切于F1点，并与第三段齿形曲线D1E1光滑连接；通过上述至少四段阴转子齿形曲线和阳转子齿形曲线的相互啮合形成阴转子、阳转子整体齿形曲线。
2.根据权利要求1所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于又可在阴转子上形成第五段齿形曲线F2A2，该第五段齿形曲线F2A2以阴转子的旋转轴心&为圆心，半径为阴转子齿顶圆半径&的一段圆弧；阳转子上形成第五段齿形曲线F1A1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿底圆弧半径&的一段圆弧，& =阳转子节圆半径I^1+阴转子节圆半径阴转子齿顶圆半径&。
3.根据权利要求2所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于又可在阴转子上形成第六段齿形曲线C2D2，以阴转子的旋转轴心A为圆心，半径为1- 的一段阴转子齿底圆弧，与第二段阳转子齿形曲线B2C2光滑连接；阳转子上形成第六段齿形曲线C1D1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿顶圆R1的一段圆弧，与第二段阳转子齿形曲线 B1C1光滑连接。
4.根据权利要求1所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于又可于阴转子上形成第五段齿形曲线C2D2，以阴转子的旋转轴心A为圆心，半径为阴转子齿顶圆半径 I-R3的一段圆弧，是阴转子齿底圆弧，与第二段阴转子齿形曲线光滑连接；阳转子上形成第六段齿形曲线C1D1，以阳转子的旋转轴心O1为圆心，半径为阳转子齿顶圆R1的一段圆弧，与第二段阳转子齿形曲线B1C1光滑连接。
5.根据权利要求1至4所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于所述阴转子齿形为单边不对称型。
6.根据权利要求1至4所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于所述阴转子齿形为双边不对称型。
7.根据权利要求1至4所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于所述阳转子齿数为至少3齿、至多7齿，阴转子的齿数比阳转子多1个或2个齿。
8.根据权利要求5所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于所述阳转子齿数为至少3齿、至多7齿，阴转子的齿数比阳转子多1个或2个齿。
9.根据权利要求6所述的一种双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于所述阳转子齿数为至少3齿、至多7齿，阴转子的齿数比阳转子多1个或2个齿。
全文摘要
本发明涉及一种转子齿形，尤其涉及一种具有较高容积效率的双螺杆压缩机转子齿形。本发明一种双螺杆压缩机的转子齿形，是指螺旋压缩机中阴转子和阳转子的齿形，各以其轴转动时，两转子的齿形相互啮合；所述阴、阳转子端面齿形至少由四段曲线光滑连接而成，形成作为整体齿形的基本圆弧。各齿曲线在连接点处光滑过渡，齿形无尖点，阻力损失小。使阳转子、阴转子相对啮合运动时更为圆滑贴合，可提高压缩机工作效率，加工容易，以及减少机械损失。
文档编号F04C29/00GK102200132SQ20101013394
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者施逢委, 李伟, 程广庆, 韩丽娟 申请人:上海电气压缩机泵业有限公司