专利名称：一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压缩机，具体来说是涉及一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺 杆。
背景技术：
目前，国内的制冷压缩机使用的双螺杆普遍采用标准型线齿形，即非对称圆弧摆 线齿形，该齿形面积利用系数低、漏气严重，造成制冷压缩机机组笨重、输气效率低以及COP 低，并且该齿形光滑性差、噪声很大。国外的诸多著名型线如Sigma型线、GHH型线和X型 线等优秀型线有效地解决了上述缺陷，但都有专利保护。
发明内容针对上述情况，本实用新型提供了一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，以 解决双螺杆制冷压缩机的双螺杆的齿形面积利用系数低、漏气严重，制冷压缩机机组笨重、 输气效率低、COP低、噪声大的问题。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，包括两根平行、相互啮合的螺杆，一根 螺杆为七头螺杆，另一根螺杆为五头螺杆；其特征在于，所述七头螺杆的每头螺杆型线相同，且沿圆周均勻分布；所述七头螺杆的每头螺 杆型线的径向截面的轮廓线由一段小圆弧、一段伸长外摆线、一段大圆弧和一段抛物线首 尾相接而成；所述小圆弧的起点位于七头螺杆的齿顶圆上，所述小圆弧的圆心位于小圆弧 起点和七头螺杆轴心的连线上；所述伸长外摆线的起点和所述小圆弧终点重合，且伸长外 摆线与小圆弧相切，伸长外摆线的起点为五头螺杆节圆外的一点，该点绕七头螺杆节圆做 行星运动形成的轨迹线即为伸长外摆线；所述大圆弧的圆心位于七头螺杆的节圆上，大圆 弧的半径为七头螺杆节圆半径的2/5-3/7，所述大圆弧的起点与伸长外摆线的终点重合，且 大圆弧与伸长外摆线相切；所述抛物线的起点与大圆弧的终点重合，抛物线的终点与相邻 螺杆型线的小圆弧的起点重合，且抛物线与大圆弧和相邻小圆弧均相切，所述抛物线的焦 点位于抛物线终点和七头螺杆轴心的连线上；所述小圆弧的起点与七头螺杆轴心的连线和 所述大圆弧的起点与七头螺杆轴心的连线之间的夹角为17-19° ；所述五头螺杆的每头螺杆型线相同，且沿圆周均勻分布，所述五头螺杆的每头螺 杆型线的径向截面的轮廓线由一段圆弧包络线、一段圆弧线和一段抛物线包络线首尾相接 而成；所述圆弧包络线为所述七头螺杆径向截面的轮廓线中一段小圆弧的包络线，所述圆 弧包络线的起点位于五头螺杆的齿根圆上，所述圆弧包络线的终点位于五头螺杆的齿顶圆 上；所述圆弧线的半径与所述七头螺杆径向截面的轮廓线中大圆弧的半径相等，圆弧线的 圆心位于七头螺杆的节圆上，圆弧线的起点与圆弧包络线的终点重合；所述抛物线包络线 为所述七头螺杆径向截面的轮廓线中一段抛物线的包络线，所述抛物线包络线的起点与圆 弧线的终点重合，所述抛物线包络线的终点与相邻螺杆型线的圆弧包络线的起点重合，且抛物线包络线与圆弧线和相邻圆弧包络线均相切。进一步，所述七头螺杆节圆半径是所述五头螺杆节圆半径的1.4倍，七头螺杆导 程是五头螺杆导程的1.4倍。进一步，所述七头螺杆的外径为七头螺杆节圆直径的0. 971717倍，所述五头螺杆 的外径为七头螺杆节圆直径的1. 129720倍。本实用新型的有益效果是，齿形面积利用系数高，螺杆密封线较短，密封性能好； 采用此螺杆的压缩机容积效率高、输气效率高，相同工况下COP比同类机型高；螺杆齿形光 滑，啮合平稳、流动阻小、噪声小。
图1为本实用新型一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆中七头螺杆和五头 螺杆做滚动时的啮合状态图。图2为本实用新型一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆中七头螺杆的径向 截面图。图3为本实用新型一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆中五头螺杆的径向 截面图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。参见图1，一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，包括两根平行、相互啮合的 螺杆，一根螺杆为七头螺杆100，另一根螺杆为五头螺杆200。参见图1、图2，所述七头螺杆的每头螺杆型线相同，且沿圆周均勻分布；所述七头 螺杆的每头螺杆型线的径向截面的轮廓线由一段小圆弧ab、一段伸长外摆线be、一段大圆 弧cd和一段抛物线de首尾相接而成；所述小圆弧ab的起点a位于七头螺杆的齿顶圆110 上，所述小圆弧的圆心f位于小圆弧起点a和七头螺杆轴心ο的连线上；所述伸长外摆线 be的起点b即所述小圆弧终点b，且伸长外摆线be与小圆弧ab相切，伸长外摆线的起点b 为五头螺杆节圆220外的一点，该点b绕七头螺杆节圆120做行星运动形成的轨迹线即为 伸长外摆线be ；所述大圆弧cd的圆心h位于七头螺杆的节圆120上，大圆弧的半径为七头 螺杆节圆120半径的2/5-3/7，所述大圆弧的起点c即伸长外摆线的终点c，且大圆弧cd与 伸长外摆线be相切；所述抛物线de的起点d即大圆弧的终点d，抛物线的终点e与相邻螺 杆型线的小圆弧的起点重合，且抛物线de与大圆弧cd和相邻小圆弧均相切，所述抛物线 de的焦点g位于抛物线终点e和七头螺杆轴心ο的连线上。另外，所述小圆弧的起点a与 七头螺杆轴心ο的连线和所述大圆弧的起点c与七头螺杆轴心ο的连线之间的夹角α为 17-19°，具体值可按需要调整。参见图1、图3，所述五头螺杆的每头螺杆型线相同，且沿圆周均勻分布，所述五头 螺杆的每头螺杆型线的径向截面的轮廓线由一段圆弧包络线a' b'、一段圆弧线b' c' 和一段抛物线包络线c' d'首尾相接而成。当五头螺杆200和七头螺杆100以7 5的 速比绕各自的轴心ο'和0转动时，所述圆弧包络线a' b'就是七头螺杆上的小圆弧ab在五头螺杆上形成的包络线，所述圆弧包络线a' b'的起点a'位于五头螺杆的齿根圆上， 所述圆弧包络线的终点b'位于五头螺杆的齿顶圆210上；所述圆弧线b' c'的半径与所 述七头螺杆径向截面的轮廓线中大圆弧cd的半径相等，圆弧线的圆心h'位于七头螺杆的 节圆120上，圆弧线的起点b'即圆弧包络线的终点b'；所述抛物线包络线c' d'为七头 螺杆上的抛物线de在五头螺杆上形成的包络线，所述抛物线包络线c' d'的起点c'即圆 弧线的终点c'，所述抛物线包络线c' d'的终点d'与相邻螺杆型线的圆弧包络线的起 点重合，且抛物线包络线c' d'与圆弧线b' c'和相邻圆弧包络线均相切。所述七头螺杆节圆120半径是所述五头螺杆节圆220半径的1. 4倍，七头螺杆100 导程是五头螺杆200导程的1. 4倍。所述七头螺杆100的外径即七头螺杆齿顶圆110直径 为七头螺杆节圆120直径的0. 971717倍。所述五头螺杆200的外径即五头螺杆齿顶圆210 直径为七头螺杆节圆120直径的1. 129720倍。所述七头螺杆100与所述五头螺杆200的 旋向相反。由图1所示本实用新型的七头螺杆和五头螺杆对应的啮合关系可以看出，七头螺 杆上的小圆弧ab对应的啮合曲线是五头螺杆上的圆弧包络线a' b'，七头螺杆上的伸长 外摆线be是五头螺杆上的b'生成的，七头螺杆上的大圆弧cd对应的啮合曲线是五头螺杆 上的圆弧线b' c'，七头螺杆上的抛物线de对应的啮合曲线是五头螺杆上的抛物线包络 线 c' d'。当七头螺杆100和五头螺杆200相对滚动时，七头螺杆100就会在五头螺杆200 上形成空间啮合曲线，五头螺杆200也会在七头螺杆100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压缩机的输入腔和输出腔，且不断地向前推进，从而产生 压缩气体。本实用新型齿形面积利用系数高，螺杆密封线较短，密封性能好；采用此螺杆的压 缩机容积效率高、输气效率高，相同工况下COP比同类机型高；螺杆齿形光滑，啮合平稳、流 动阻小、噪声小。其中“COP”为英文“coefficient of performance”的简称，指制冷效率， 即制冷量(制热量)和输入功率的比值。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，包括两根平行、相互啮合的螺杆，一根螺 杆为七头螺杆，另一根螺杆为五头螺杆；其特征在于，所述七头螺杆的每头螺杆型线相同，且沿圆周均勻分布；所述七头螺杆的每头螺杆型 线的径向截面的轮廓线由一段小圆弧、一段伸长外摆线、一段大圆弧和一段抛物线首尾相 接而成；所述小圆弧的起点位于七头螺杆的齿顶圆上，所述小圆弧的圆心位于小圆弧起点 和七头螺杆轴心的连线上；所述伸长外摆线的起点和所述小圆弧终点重合，且伸长外摆线 与小圆弧相切，伸长外摆线的起点为五头螺杆节圆外的一点，该点绕七头螺杆节圆做行星 运动形成的轨迹线即为伸长外摆线；所述大圆弧的圆心位于七头螺杆的节圆上，大圆弧的 半径为七头螺杆节圆半径的2/5-3/7，所述大圆弧的起点与伸长外摆线的终点重合，且大圆 弧与伸长外摆线相切；所述抛物线的起点与大圆弧的终点重合，抛物线的终点与相邻螺杆 型线的小圆弧的起点重合，且抛物线与大圆弧和相邻小圆弧均相切，所述抛物线的焦点位 于抛物线终点和七头螺杆轴心的连线上；所述小圆弧的起点与七头螺杆轴心的连线和所述 大圆弧的起点与七头螺杆轴心的连线之间的夹角为17-19° ；所述五头螺杆的每头螺杆型线相同，且沿圆周均勻分布，所述五头螺杆的每头螺杆型 线的径向截面的轮廓线由一段圆弧包络线、一段圆弧线和一段抛物线包络线首尾相接而 成；所述圆弧包络线为所述七头螺杆径向截面的轮廓线中一段小圆弧的包络线，所述圆弧 包络线的起点位于五头螺杆的齿根圆上，所述圆弧包络线的终点位于五头螺杆的齿顶圆 上；所述圆弧线的半径与所述七头螺杆径向截面的轮廓线中大圆弧的半径相等，圆弧线的 圆心位于七头螺杆的节圆上，圆弧线的起点与圆弧包络线的终点重合；所述抛物线包络线 为所述七头螺杆径向截面的轮廓线中一段抛物线的包络线，所述抛物线包络线的起点与圆 弧线的终点重合，所述抛物线包络线的终点与相邻螺杆型线的圆弧包络线的起点重合，且 抛物线包络线与圆弧线和相邻圆弧包络线均相切。
2.根据权利要求1所述的一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，其特征在于，所 述七头螺杆节圆半径是所述五头螺杆节圆半径的1. 4倍，七头螺杆导程是五头螺杆导程的 1.4 倍。
3.根据权利要求1所述的一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，其特征在于，所 述七头螺杆的外径为七头螺杆节圆直径的0. 971717倍，所述五头螺杆的外径为七头螺杆 节圆直径的1. 129720倍。
专利摘要一种双螺杆制冷压缩机的非对称齿形螺杆，包括一根七头螺杆和一根五头螺杆，两根螺杆分别都具有每头螺杆型线相同，且沿圆周均匀分布的特点。七头螺杆每头螺杆型线的径向截面轮廓线由一小圆弧、一伸长外摆线、一大圆弧和一抛物线首尾相接而成。五头螺杆每头螺杆型线的径向截面轮廓线由一圆弧包络线、一圆弧线和一抛物线包络线首尾相接而成。其中所述圆弧包络线与所述小圆弧对应，所述圆弧线与所述大圆弧的半径相等；所述抛物线包络线与所述抛物线对应。本实用新型齿形面积利用系数高，螺杆密封线较短，密封性能好；采用此螺杆的压缩机容积效率高、输气效率高，相同工况下COP比同类机型高；螺杆齿形光滑，啮合平稳、流动阻小、噪声小。
文档编号F04C18/16GK201858155SQ201020613069
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者刘晓东, 涂淑平, 胡磬遥, 马熙安 申请人:上海海事大学