一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆的制作方法
专利名称:一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，属于螺杆泵技术领域。所述螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边；所述传力边为渐开线齿形型线，密封边为伸长外摆线齿形型线；螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边；所述传力边和密封边均采用渐开线作为齿形型线。本实用新型提供的双头螺旋螺杆，为双头非对称齿形，带有渐开线传力边，可达到近似严格密封或严格密封。本申请将渐开线和伸长外摆线这两种齿形型线完美结合，使得采用本申请螺杆的双螺杆泵工作时螺杆转子齿面传力可靠，运转平衡，振动噪音低，容积效率高。
【专利说明】
一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆
技术领域
[0001]本实用新型涉及螺杆栗技术领域，尤其涉及一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆。
【背景技术】
[0002]双螺杆栗是由主从动轴上相互啮合的螺旋套和栗体或衬套间形成一个容积恒定的密封腔室，介质随螺杆轴的转动分别被送到栗体中间，两者汇合在一起，最终送达栗的出口，从而实现栗输送的目的。
[0003]为了保证双螺杆栗在输送低粘介质时有较高的容积效率，栗的螺杆螺旋齿形型线采用严格密封型线或近似严格密封型线比采用非密封型线更有优势。
[0004]现有双螺杆栗采用严格密封或近似严格密封的螺旋齿形型线的螺杆有以下两种:
[0005]1.严格密封的带有组合摆线传力边的双头非对称齿形的螺杆，如附图1所示。这种齿形的螺杆密封性能好，栗的容积效率高;螺杆转子无论是单吸还是双吸都可以达到很小的动、静不平衡量。但是由于传力边采用的型线是组合摆线曲线，虽然密封性能很好，但传力性不好。当转子力矩传力较大时，这种型线的齿型抗磨损性能不好。特别是采用同步齿轮部分传动转子的单吸结构的双螺杆栗，需要较大的力矩传递，这种齿形就不适应。
[0006]2.近似严格密封的带有渐开线传力边的单头非对称齿形的螺杆，如附图2所示。这种齿形的螺杆密封性能好，栗的容积效率高，但由于螺杆转子螺旋部分的有效长度必须为导程的非整数倍值，因而在采用单吸结构时螺杆的静不平衡量与动不平衡量都很大，都难以用去重法平衡。即使采用同步齿轮传动的双吸结构时，左、右旋螺杆180°相反布置可以让转子的静不平衡量在理论上为零，但螺杆转子的动不平衡量却可能达到最大，难以用去重的方法平衡，因而这种齿形的螺杆转子运转时振动较大，影响栗轴承的寿命。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的问题是现有的螺杆栗的螺杆的密封形齿形型线，不能满足较大的力矩传递或不平衡量的需求，传动性和耐磨损性不佳。
[0008]本实用新型的第一个目的在于提供一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆。所述螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边;所述传力边为渐开线齿形型线，密封边为伸长外摆线齿形型线。
[0009]螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边;所述传力边和密封边均采用渐开线作为齿形型线。
[0010]进一步地，所述具有非对称齿形的螺旋，其密封边的伸长外摆线在齿顶段进行了耐磨修正。
[0011 ]优选地，所述耐磨修正为摆线倒角修正。
[0012]进一步地，所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线以及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个在齿根段进行了光滑修正。
[0013]优选地，所述光滑修正为伸长外摆线修正。
[0014]进一步地，所述具有非对称齿形的螺旋，其密封边的伸长外摆线进行了齿顶段的耐磨修正。所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个进行了齿根段的光滑修正。
[0015]优选地，所述耐磨修正为摆线倒角修正。
[0016]优选地，所述光滑修正为伸长外摆线修正。
[0017]本申请的第二个目的在于提供一种双螺杆。所述双螺杆包括主动螺杆和从动螺杆，主动螺杆与从动螺杆的齿形相同，均为上述的的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，主动螺杆的螺旋旋向与从动螺杆的螺旋旋向相反，其中一个为右旋，则另一个为左旋。
[0018]本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型提供的双头螺旋螺杆，为双头非对称齿形，带有渐开线传力边，可达到近似严格密封或严格密封。
[0019]本实用新型提供的螺杆，其螺旋齿形型线既采用渐开线这种传统的齿形型线作为螺杆齿形的传力边，满足螺杆齿形型面传递大转矩的要求，又采用了伸长外摆线密封型线的双头螺旋的型式，既能实现螺杆啮合时的严格密封，又能使螺杆转子的静不平衡量为零与动不平衡量近似为零，不需要通过去重就能达到转子动、静不平衡量的标准要求。
[0020]本申请将渐开线和伸长外摆线这两种齿形型线完美结合，使得采用本申请螺杆的双螺杆栗工作时螺杆转子齿面传力可靠，运转平衡，振动噪音低，容积效率高。
[0021]本申请提供的螺杆适用范围广，既适合于单吸双螺杆栗，也适合于双吸双螺杆栗，既适合有转子之间传力要求的非同步齿轮式结构的双螺杆栗，也适合于转子间没有传力要求的同步齿轮式结构的双螺杆栗。
【附图说明】
[0022]图1是现有技术中双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0023]图2是现有技术中单头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0024]图3是本申请的双螺杆中，主动螺杆和从动螺杆啮合时螺旋槽构啮合时螺旋槽构成的密封腔图的正面图。
[0025]图4是本申请的双螺杆中，主动螺杆和从动螺杆啮合时螺旋槽构啮合时螺旋槽构成的密封腔图的背面图。
[0026]图5是本申请实施例1的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0027]图6是本申请实施例1中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0028]图7是本申请实施例1中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0029]图8是本申请实施例1中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0030]图9是本申请实施例1中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0031 ]图10是本申请实施例1中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0032]图11是本申请实施例2的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0033]图12是本申请实施例2中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0034]图13是本申请实施例2中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0035]图14是本申请实施例2中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0036]图15是本申请实施例2中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0037]图16是本申请实施例2中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0038]图17是本申请实施例3的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0039]图18是本申请实施例3中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0040]图19是本申请实施例3中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0041]图20是本申请实施例3中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0042]图21是本申请实施例3中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0043]图22是本申请实施例3中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0044]图23是本申请实施例4的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0045]图24是本申请实施例4中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0046]图25是本申请实施例4中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0047]图26是本申请实施例4中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0048]图27是本申请实施例4中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0049]图28是本申请实施例4中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0050]图中:丨-伸长外摆线，2-渐开线，3-外摆线，S1-主动螺杆，S2-从动螺杆，H-高压端，L-低压端,A1-主动螺杆的一个螺旋槽，A/-主动螺杆的另一个螺旋槽，A1-S-螺旋槽A1的密封腔段,A1-H-螺旋槽A1的高压腔段，A1-L-螺旋槽A1的低压腔段，A/-S-螺旋槽A/的密封腔段，A/ -H-螺旋槽A/的高压腔段，A/ -L-螺旋槽A/的低压腔段，A2-从动螺杆的一个螺旋槽，A27 -从动螺杆的另一个螺旋槽，A2-S-螺旋槽A2的密封腔段，A2-H-螺旋槽A2的高压腔段，A2-L-螺旋槽A2的低压腔段，A/ -S-螺旋槽AV的密封腔段，A/ -H-螺旋槽A/的高压腔段，A/ -L-螺旋槽A/的低压腔段，C-螺杆节圆，Cl-齿跟圆，C2-齿顶圆。
【具体实施方式】
[0051]为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。
[0052]图1是现有技术中常见的一种密封型螺杆，其具有双头非对称齿形。其一头的螺旋的传力边为伸长外摆线I与外摆线3构成的组合摆线。图2是现有技术中常见的另一种密封性螺杆，其具有单头非对称齿形。齿形的一侧为渐开线2，另一侧为伸长外摆线I。
[0053]实施例1
[0054]本实施例中提供一种近似严格密封且带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆。
[0055]如图5所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边be和密封边ae，传力边be为渐开线齿形型线，密封边ae为伸长外摆线齿形型线。本实施例中螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边b7 C7和密封边b〃c〃，传力边I/ C7和密封边I/ C7均采用渐开线为齿形型线。
[0056]—种双螺杆，用于双螺杆栗，包括螺旋旋向相反的主动螺杆SI和从动螺杆S2 ο主动螺杆S1和从动螺杆S2的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆。图6即为主动螺杆S1与从动螺杆S2齿形型线啮合时的示意图。以下标志中，下角标I代表其属于主动螺杆S1，下角标2代表其属于从动螺杆S2，(h为主动螺杆的中心，O2为从动螺杆的中心。
[0057]图6中，aieicibibi” ci” ci ’bi ’ai是主动螺杆Si横截面上的齿形型线，a2e2C2b2b2” C2”C2 ’ b2 ’a2为从动螺杆S2横截面上的齿形型线。其中:eici与’ Cl” Cl”及e2C2与C2” C2 ’是在齿顶圆C2上的圆弧曲线;aibi与bibi”及a2b2与b2b2”是在齿底圆Ci上的圆弧曲线;密封边曲线aie1、a2e2均为伸长外摆线，传力边曲线bic1、bi ’ ci ’、b2C2、b2 ’ C2 ’为渐开线曲线，密封边bi” ci”、b2”C2”也采用渐开线曲线。
[0058]此外:齿形曲线aiei还表示当从动螺杆S2基圆沿主动螺杆51基圆作纯滚动时从动螺杆S2上点e2的运动轨迹;齿形曲线a2e2为主动螺杆S1基圆沿从主动螺杆S1S圆作纯滚动时主动螺杆51上的点61的运动轨迹;其余齿形曲线131(31、131’(31’、bl，，db2C2、b2，C2，、b2”C2”分别为主动螺杆S1或从动螺杆S2基圆的渐开线曲线。
[0059]本实施例所涉及的螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面。
[0060]本实施例所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为渐开线构成的型面，另一个为伸长外摆线构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上严格密封。
[0061 ]图3为本实施例中主动螺杆51、从动螺杆52啮合时螺旋槽构成的密封腔的正面图。图4为实施例中主动螺杆S1、从动螺杆S2啮合时螺旋槽构成的密封腔的背面图。可以看出，采用本申请提供的双螺杆，二者符合严格密封或者近似严格密封。
[0062]图7显示了主动螺杆旋槽^的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。图8反映了主动螺杆SAI旋槽A/的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。图9反映了从动螺杆32螺旋槽A2的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。图10反映了从动螺杆S2螺旋槽A/的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。
[0063]在图7-图10中，mi与Ii两点之间、q2与m2两点之间、gi与mi两点之间、mi与12两点之间、qi与m2两点之间、m2与ki两点之间均具有微小的缺口。如果忽略这些微小的缺口，那么主动螺杆S1上两螺旋槽A1J1’与从动螺杆S2上的两螺旋槽A2、A2 ’都近似满足严格密封的第一密封条件，即:在主动螺杆S1、从动螺杆S2啮合时，每一个螺旋槽的高压腔段与低压腔段是被密封腔段完全隔断的。
[0064]同时，在主剖面前方，A2-S只与A1 ’ -S相通，A1 ’ -S只与A2 ’ -S相通，A2 ’ -S只与A1-S相通;在主尚]面后方，Ai_S只与A2 ’ -S相通，A2 ’ -S只与Ai_S相通，Ai ’ -S只与A2-S相通，这些主动螺杆S1、从动螺杆S2的螺旋槽的密封腔，只是内部相互联通，因而构成一个自成体系的完整的密封腔，完全满足严格密封的第二密封条件。
[0065]综上所述，本实施例提供的双螺杆，近似满足了双螺杆啮合时第一密封条件与第二密封条件，因而这种双螺杆啮合形成的密封腔是为近似的严格密封。
[0066]实施例2
[0067]在实施例1的基础上，本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用的渐开线齿形型线、具有对称齿形的螺旋的两侧采用的渐开线齿形型线，共计三个渐开线齿形型线齿形型线中，至少有一个渐开线在齿根段进行了光滑修正。光滑修正为密封形，可采用伸长外摆线形的修正，也可采用其他形式的修正。本实施例中，如图11所示，三个渐开线均在齿根段进行了光滑修正，采用伸长外摆线进行修正，在其他实施方案中，也可为其他组合形式。
[0068]如图11所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边be和密封边ae，传力边be为渐开线齿形型线，密封边ae为伸长外摆线齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线dh代替渐开线hb，传力边齿形由伸长外摆线dh段与渐开线he两段构成。
[0069]本实施例中螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边I/C7和密封边b〃c〃，传力边I/ z’和密封边I/ z’均采用渐开线为齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线cT h7代替渐开线V b7，传力边齿形由伸长外摆线个h7段与渐开线V C7两段构成。密封边中，齿根段的伸长外摆线d〃h〃代替渐开线h〃b〃，传力边齿形由伸长外摆线d〃h〃段与渐开线h〃 c〃两段构成。
[0070]采用伸长外摆线修正传力边齿形的主要目的是为了改善传力边的密封性能，消除传力边螺旋面在齿根部位存在的密封线的缺口。
[0071]本实施例中，螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面，即使采用了齿根部位伸长外摆线密封修正，也不影响这个渐开线齿形型面的传力特性。齿根部位的伸长外摆线段齿廓只起密封作用，不起传力作用。
[0072]本申请所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为伸长摆线+渐开线的组合构成的型面，另一个为伸长外摆线构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上严格密封。
[0073]本实施例中的双螺杆，用于双螺杆栗，其主动螺杆S1和从动螺杆S2的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆。主动螺杆S1的螺旋旋向与从动螺杆S2的螺旋旋向不一样，一个为右旋，则另一个为左旋。图12为主动螺杆Si与从动螺杆S2齿形型线啮合时的示意图。以下标志中，下角标I代表其属于主动螺杆S1，下角标2代表其属于从动螺杆S2，Oi为主动螺杆的中心，O2为从动螺杆的中心。主动螺杆Si和从动螺杆S2的六个渐开线均在齿根段采用伸长外摆线进行了光滑修正。
[0074]图13-16显示了本实施例中双螺杆渐开线齿根修正后啮合线的投影。从图13-16中可以看出，无论是主动螺杆Sj^Al ,Al’槽还是从动螺杆S2的A2，A2’槽，它们两侧螺旋面上的密封线在齿根圆&到齿顶圆&的整个螺旋面的范围内是连续的，没有缺口处，且都通过主动螺杆S1、从动螺杆S2齿根圆Cd^nu、m2两点，因而采用伸长外摆线进行齿根修正后，本实施例的螺杆的密封腔从理论上讲是严格密封的。
[0075]实施例3
[0076]在实施例1的基础上，本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用伸长外摆线齿形型线，伸长外摆线在齿顶段进行了耐磨修正，本实施例中采用摆线倒角进行修正，在其他实施方案中，也可采用其他形式的修正。
[0077]如图17所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边，密封边为伸长外摆线齿形型线。密封边中，齿顶段采用伸长外摆线??’倒角，密封边齿形由伸长外摆线段af与伸长外摆线倒角段??’两段构成。
[0078]采用伸长外摆线ff’倒角修正密封边齿形ae的主要目的是为了改善密封边的耐磨性能，造成密封边螺旋面在齿顶部位存在密封线的缺口。
[0079]本实施例中，螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面。
[0080]本申请所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为渐开线的组合构成的型面，另一个为伸长外摆线+伸长外摆线倒角构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个近似完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上近似严格密封。[0081 ]图18本实施例中的双螺杆，用于双螺杆栗，其主动螺杆S1和从动螺杆52的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆，只是主动螺杆的螺旋旋向与从动螺杆的螺旋旋向不一样，一个为右旋，则另一个为左旋。主动螺杆S1的密封边中，齿顶段采用伸长外摆线fifV倒角，密封边齿形由伸长外摆线段&1匕与伸长外摆线倒角段
’两段构成。从动螺杆S2的的密封边中，齿顶段采用伸长外摆线f2f2’倒角，密封边齿形由伸长外摆线段a2f2与伸长外摆线倒角段f2f2 ’两段构成。
[0082]图19-图22显示了本实施例中双螺杆伸长外摆线在齿顶端倒角修正后啮合线的投影。很显然从图19-图22可以看出，无论是主动螺杆Sj^Al ,Al’槽还是从动螺杆S2的A2，A2’槽，它们两侧螺旋面上的密封线在齿根圆C1到齿顶圆&的整个螺旋面的范围内是连续的，没有缺口处，且都通过主动螺杆S1和从动螺杆S2螺杆齿根圆的nu、m2两点，但密封边的密封线达不到8字孔的尖点如与仍，因而采用密封边在齿顶段倒角修正后，本申请的螺杆的密封腔从理论上讲是近似严格密封的。
[0083]实施例4
[0084]本实施例综合了实施例2和实施例3的修正，本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用的渐开线齿形型线、具有对称齿形的螺旋的两侧采用的渐开线齿形型线，共计三个渐开线齿形型线齿形型线，均在齿根段进行了伸长外摆线形光滑修正。本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用伸长外摆线齿形型线，伸长外摆线在齿顶段进行了摆线倒角的耐磨修正。
[0085]如图23所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边be和密封边ae，传力边be为渐开线齿形型线，密封边ae为伸长外摆线齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线dh代替渐开线hb，传力边齿形由伸长外摆线dh段与渐开线he两段构成。密封边中，齿顶段采用伸长外摆线ff’倒角，密封边齿形由伸长外摆线段af与伸长外摆线倒角段??’两段构成。
[0086]本实施例中螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边I/C7和密封边b〃c〃，传力边I/ z’和密封边I/ z’均采用渐开线为齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线cT h7代替渐开线V b7，传力边齿形由伸长外摆线个h7段与渐开线V C7两段构成。密封边中，齿根段的伸长外摆线d〃h〃代替渐开线h〃b〃，传力边齿形由伸长外摆线d〃h〃段与渐开线h〃 c〃两段构成。
[0087]本实施例所涉及的螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面，即使采用了齿根部位伸长外摆线密封修正，也不影响这个渐开线齿形型面的传力特性。齿根部位的伸长外摆线段齿廓只起密封作用，不起传力作用。
[0088]本申请所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为伸长外摆线+渐开线的组合构成的型面，另一个为伸长外摆线+伸长外摆线倒角构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个近似完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上近似严格密封。
[0089]本实施例中的双螺杆，用于双螺杆栗，其主动螺杆S1和从动螺杆S2的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆，只是主动螺杆的螺旋旋向与从动螺杆的螺旋旋向不一样，一个为右旋，则另一个为左旋。图12为主动螺杆Si与从动螺杆S2齿形型线啮合时的示意图。以下标志中，下角标I代表其属于主动螺杆S1，下角标2代表其属于从动螺杆S2，Oi为主动螺杆的中心，O2为从动螺杆的中心。主动螺杆Si和从动螺杆S2的六个渐开线均在齿根段采用伸长外摆线进行了光滑修正。主动螺杆S1和从动螺杆S2的两个伸长外摆线的均在齿顶段进行了倒角修正。
[0090]图25-图28显示了本实施例中双螺杆伸长外摆线在齿顶段倒角修正、渐开线在齿根段经伸长外摆线行的修正后啮合线的投影。很显然从图25-图28可以看出，无论是主动螺杆Sj^Al ,Al’槽还是从动螺杆Sd^A2，A2’槽，它们两侧螺旋面上的密封线在齿根圆C1到齿顶圆(:2的整个螺旋面的范围内是连续的，没有缺口处，且都通过主动螺杆S1和从动螺杆S2螺杆齿根圆的m、m2两点，但密封边的密封线达不到8字孔的尖点m与n2，因而采用密封边在齿顶段倒角修正后，本申请的螺杆的密封腔从理论上讲是近似严格密封的。
[0091]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边，所述传力边为渐开线齿形型线，密封边为伸长外摆线齿形型线； 螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边，所述传力边和密封边均采用渐开线为齿形型线。2.根据权利要求1所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述具有非对称齿形螺旋，其密封边的伸长外摆线在齿顶段进行了耐磨修正。3.根据权利要求2所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述耐磨修正为摆线倒角修正。4.按照权利要求1所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线以及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个在齿根段进行了光滑修正。5.按照权利要求4所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述光滑修正为伸长外摆线修正。6.按照权利要求1、2、4任一所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述具有非对称齿形的螺旋，其密封边的伸长外摆线进行了齿顶段的耐磨修正； 所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个进行了齿根段的光滑修正。7.根据权利要求6所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述耐磨修正为摆线倒角修正。8.根据权利要求6所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述光滑修正为伸长外摆线修正。9.一种双螺杆，包括螺旋旋向相反的主动螺杆和从动螺杆，其特征在于:所述主动螺杆与从动螺杆的齿形相同，均为如权利要求1-8任一所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆。
【文档编号】F04C15/00GK205714742SQ201620188249
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】周轩宇
【申请人】天津华科螺杆泵技术有限公司
【专利摘要】本实用新型提供一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，属于螺杆泵技术领域。所述螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边；所述传力边为渐开线齿形型线，密封边为伸长外摆线齿形型线；螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边；所述传力边和密封边均采用渐开线作为齿形型线。本实用新型提供的双头螺旋螺杆，为双头非对称齿形，带有渐开线传力边，可达到近似严格密封或严格密封。本申请将渐开线和伸长外摆线这两种齿形型线完美结合，使得采用本申请螺杆的双螺杆泵工作时螺杆转子齿面传力可靠，运转平衡，振动噪音低，容积效率高。
【专利说明】
一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆
技术领域
[0001]本实用新型涉及螺杆栗技术领域，尤其涉及一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆。
【背景技术】
[0002]双螺杆栗是由主从动轴上相互啮合的螺旋套和栗体或衬套间形成一个容积恒定的密封腔室，介质随螺杆轴的转动分别被送到栗体中间，两者汇合在一起，最终送达栗的出口，从而实现栗输送的目的。
[0003]为了保证双螺杆栗在输送低粘介质时有较高的容积效率，栗的螺杆螺旋齿形型线采用严格密封型线或近似严格密封型线比采用非密封型线更有优势。
[0004]现有双螺杆栗采用严格密封或近似严格密封的螺旋齿形型线的螺杆有以下两种:
[0005]1.严格密封的带有组合摆线传力边的双头非对称齿形的螺杆，如附图1所示。这种齿形的螺杆密封性能好，栗的容积效率高;螺杆转子无论是单吸还是双吸都可以达到很小的动、静不平衡量。但是由于传力边采用的型线是组合摆线曲线，虽然密封性能很好，但传力性不好。当转子力矩传力较大时，这种型线的齿型抗磨损性能不好。特别是采用同步齿轮部分传动转子的单吸结构的双螺杆栗，需要较大的力矩传递，这种齿形就不适应。
[0006]2.近似严格密封的带有渐开线传力边的单头非对称齿形的螺杆，如附图2所示。这种齿形的螺杆密封性能好，栗的容积效率高，但由于螺杆转子螺旋部分的有效长度必须为导程的非整数倍值，因而在采用单吸结构时螺杆的静不平衡量与动不平衡量都很大，都难以用去重法平衡。即使采用同步齿轮传动的双吸结构时，左、右旋螺杆180°相反布置可以让转子的静不平衡量在理论上为零，但螺杆转子的动不平衡量却可能达到最大，难以用去重的方法平衡，因而这种齿形的螺杆转子运转时振动较大，影响栗轴承的寿命。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的问题是现有的螺杆栗的螺杆的密封形齿形型线，不能满足较大的力矩传递或不平衡量的需求，传动性和耐磨损性不佳。
[0008]本实用新型的第一个目的在于提供一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆。所述螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边;所述传力边为渐开线齿形型线，密封边为伸长外摆线齿形型线。
[0009]螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边;所述传力边和密封边均采用渐开线作为齿形型线。
[0010]进一步地，所述具有非对称齿形的螺旋，其密封边的伸长外摆线在齿顶段进行了耐磨修正。
[0011 ]优选地，所述耐磨修正为摆线倒角修正。
[0012]进一步地，所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线以及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个在齿根段进行了光滑修正。
[0013]优选地，所述光滑修正为伸长外摆线修正。
[0014]进一步地，所述具有非对称齿形的螺旋，其密封边的伸长外摆线进行了齿顶段的耐磨修正。所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个进行了齿根段的光滑修正。
[0015]优选地，所述耐磨修正为摆线倒角修正。
[0016]优选地，所述光滑修正为伸长外摆线修正。
[0017]本申请的第二个目的在于提供一种双螺杆。所述双螺杆包括主动螺杆和从动螺杆，主动螺杆与从动螺杆的齿形相同，均为上述的的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，主动螺杆的螺旋旋向与从动螺杆的螺旋旋向相反，其中一个为右旋，则另一个为左旋。
[0018]本实用新型具有的优点和积极效果是:本实用新型提供的双头螺旋螺杆，为双头非对称齿形，带有渐开线传力边，可达到近似严格密封或严格密封。
[0019]本实用新型提供的螺杆，其螺旋齿形型线既采用渐开线这种传统的齿形型线作为螺杆齿形的传力边，满足螺杆齿形型面传递大转矩的要求，又采用了伸长外摆线密封型线的双头螺旋的型式，既能实现螺杆啮合时的严格密封，又能使螺杆转子的静不平衡量为零与动不平衡量近似为零，不需要通过去重就能达到转子动、静不平衡量的标准要求。
[0020]本申请将渐开线和伸长外摆线这两种齿形型线完美结合，使得采用本申请螺杆的双螺杆栗工作时螺杆转子齿面传力可靠，运转平衡，振动噪音低，容积效率高。
[0021]本申请提供的螺杆适用范围广，既适合于单吸双螺杆栗，也适合于双吸双螺杆栗，既适合有转子之间传力要求的非同步齿轮式结构的双螺杆栗，也适合于转子间没有传力要求的同步齿轮式结构的双螺杆栗。
【附图说明】
[0022]图1是现有技术中双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0023]图2是现有技术中单头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0024]图3是本申请的双螺杆中，主动螺杆和从动螺杆啮合时螺旋槽构啮合时螺旋槽构成的密封腔图的正面图。
[0025]图4是本申请的双螺杆中，主动螺杆和从动螺杆啮合时螺旋槽构啮合时螺旋槽构成的密封腔图的背面图。
[0026]图5是本申请实施例1的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0027]图6是本申请实施例1中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0028]图7是本申请实施例1中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0029]图8是本申请实施例1中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0030]图9是本申请实施例1中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0031 ]图10是本申请实施例1中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0032]图11是本申请实施例2的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0033]图12是本申请实施例2中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0034]图13是本申请实施例2中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0035]图14是本申请实施例2中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0036]图15是本申请实施例2中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0037]图16是本申请实施例2中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0038]图17是本申请实施例3的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0039]图18是本申请实施例3中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0040]图19是本申请实施例3中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0041]图20是本申请实施例3中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0042]图21是本申请实施例3中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0043]图22是本申请实施例3中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0044]图23是本申请实施例4的双头螺旋螺杆的齿形型线示意图。
[0045]图24是本申请实施例4中双螺杆的齿形型线啮合示意图。
[0046]图25是本申请实施例4中双螺杆啮合时主动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0047]图26是本申请实施例4中双螺杆啮合时主动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0048]图27是本申请实施例4中双螺杆啮合时从动螺杆一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0049]图28是本申请实施例4中双螺杆啮合时从动螺杆另一个螺旋槽中啮合线在轴截面上的投影图。
[0050]图中:丨-伸长外摆线，2-渐开线，3-外摆线，S1-主动螺杆，S2-从动螺杆，H-高压端，L-低压端,A1-主动螺杆的一个螺旋槽，A/-主动螺杆的另一个螺旋槽，A1-S-螺旋槽A1的密封腔段,A1-H-螺旋槽A1的高压腔段，A1-L-螺旋槽A1的低压腔段，A/-S-螺旋槽A/的密封腔段，A/ -H-螺旋槽A/的高压腔段，A/ -L-螺旋槽A/的低压腔段，A2-从动螺杆的一个螺旋槽，A27 -从动螺杆的另一个螺旋槽，A2-S-螺旋槽A2的密封腔段，A2-H-螺旋槽A2的高压腔段，A2-L-螺旋槽A2的低压腔段，A/ -S-螺旋槽AV的密封腔段，A/ -H-螺旋槽A/的高压腔段，A/ -L-螺旋槽A/的低压腔段，C-螺杆节圆，Cl-齿跟圆，C2-齿顶圆。
【具体实施方式】
[0051]为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。
[0052]图1是现有技术中常见的一种密封型螺杆，其具有双头非对称齿形。其一头的螺旋的传力边为伸长外摆线I与外摆线3构成的组合摆线。图2是现有技术中常见的另一种密封性螺杆，其具有单头非对称齿形。齿形的一侧为渐开线2，另一侧为伸长外摆线I。
[0053]实施例1
[0054]本实施例中提供一种近似严格密封且带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆。
[0055]如图5所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边be和密封边ae，传力边be为渐开线齿形型线，密封边ae为伸长外摆线齿形型线。本实施例中螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边b7 C7和密封边b〃c〃，传力边I/ C7和密封边I/ C7均采用渐开线为齿形型线。
[0056]—种双螺杆，用于双螺杆栗，包括螺旋旋向相反的主动螺杆SI和从动螺杆S2 ο主动螺杆S1和从动螺杆S2的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆。图6即为主动螺杆S1与从动螺杆S2齿形型线啮合时的示意图。以下标志中，下角标I代表其属于主动螺杆S1，下角标2代表其属于从动螺杆S2，(h为主动螺杆的中心，O2为从动螺杆的中心。
[0057]图6中，aieicibibi” ci” ci ’bi ’ai是主动螺杆Si横截面上的齿形型线，a2e2C2b2b2” C2”C2 ’ b2 ’a2为从动螺杆S2横截面上的齿形型线。其中:eici与’ Cl” Cl”及e2C2与C2” C2 ’是在齿顶圆C2上的圆弧曲线;aibi与bibi”及a2b2与b2b2”是在齿底圆Ci上的圆弧曲线;密封边曲线aie1、a2e2均为伸长外摆线，传力边曲线bic1、bi ’ ci ’、b2C2、b2 ’ C2 ’为渐开线曲线，密封边bi” ci”、b2”C2”也采用渐开线曲线。
[0058]此外:齿形曲线aiei还表示当从动螺杆S2基圆沿主动螺杆51基圆作纯滚动时从动螺杆S2上点e2的运动轨迹;齿形曲线a2e2为主动螺杆S1基圆沿从主动螺杆S1S圆作纯滚动时主动螺杆51上的点61的运动轨迹;其余齿形曲线131(31、131’(31’、bl，，db2C2、b2，C2，、b2”C2”分别为主动螺杆S1或从动螺杆S2基圆的渐开线曲线。
[0059]本实施例所涉及的螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面。
[0060]本实施例所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为渐开线构成的型面，另一个为伸长外摆线构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上严格密封。
[0061 ]图3为本实施例中主动螺杆51、从动螺杆52啮合时螺旋槽构成的密封腔的正面图。图4为实施例中主动螺杆S1、从动螺杆S2啮合时螺旋槽构成的密封腔的背面图。可以看出，采用本申请提供的双螺杆，二者符合严格密封或者近似严格密封。
[0062]图7显示了主动螺杆旋槽^的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。图8反映了主动螺杆SAI旋槽A/的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。图9反映了从动螺杆32螺旋槽A2的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。图10反映了从动螺杆S2螺旋槽A/的两个侧齿螺旋面上的密封线的投影。
[0063]在图7-图10中，mi与Ii两点之间、q2与m2两点之间、gi与mi两点之间、mi与12两点之间、qi与m2两点之间、m2与ki两点之间均具有微小的缺口。如果忽略这些微小的缺口，那么主动螺杆S1上两螺旋槽A1J1’与从动螺杆S2上的两螺旋槽A2、A2 ’都近似满足严格密封的第一密封条件，即:在主动螺杆S1、从动螺杆S2啮合时，每一个螺旋槽的高压腔段与低压腔段是被密封腔段完全隔断的。
[0064]同时，在主剖面前方，A2-S只与A1 ’ -S相通，A1 ’ -S只与A2 ’ -S相通，A2 ’ -S只与A1-S相通;在主尚]面后方，Ai_S只与A2 ’ -S相通，A2 ’ -S只与Ai_S相通，Ai ’ -S只与A2-S相通，这些主动螺杆S1、从动螺杆S2的螺旋槽的密封腔，只是内部相互联通，因而构成一个自成体系的完整的密封腔，完全满足严格密封的第二密封条件。
[0065]综上所述，本实施例提供的双螺杆，近似满足了双螺杆啮合时第一密封条件与第二密封条件，因而这种双螺杆啮合形成的密封腔是为近似的严格密封。
[0066]实施例2
[0067]在实施例1的基础上，本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用的渐开线齿形型线、具有对称齿形的螺旋的两侧采用的渐开线齿形型线，共计三个渐开线齿形型线齿形型线中，至少有一个渐开线在齿根段进行了光滑修正。光滑修正为密封形，可采用伸长外摆线形的修正，也可采用其他形式的修正。本实施例中，如图11所示，三个渐开线均在齿根段进行了光滑修正，采用伸长外摆线进行修正，在其他实施方案中，也可为其他组合形式。
[0068]如图11所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边be和密封边ae，传力边be为渐开线齿形型线，密封边ae为伸长外摆线齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线dh代替渐开线hb，传力边齿形由伸长外摆线dh段与渐开线he两段构成。
[0069]本实施例中螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边I/C7和密封边b〃c〃，传力边I/ z’和密封边I/ z’均采用渐开线为齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线cT h7代替渐开线V b7，传力边齿形由伸长外摆线个h7段与渐开线V C7两段构成。密封边中，齿根段的伸长外摆线d〃h〃代替渐开线h〃b〃，传力边齿形由伸长外摆线d〃h〃段与渐开线h〃 c〃两段构成。
[0070]采用伸长外摆线修正传力边齿形的主要目的是为了改善传力边的密封性能，消除传力边螺旋面在齿根部位存在的密封线的缺口。
[0071]本实施例中，螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面，即使采用了齿根部位伸长外摆线密封修正，也不影响这个渐开线齿形型面的传力特性。齿根部位的伸长外摆线段齿廓只起密封作用，不起传力作用。
[0072]本申请所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为伸长摆线+渐开线的组合构成的型面，另一个为伸长外摆线构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上严格密封。
[0073]本实施例中的双螺杆，用于双螺杆栗，其主动螺杆S1和从动螺杆S2的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆。主动螺杆S1的螺旋旋向与从动螺杆S2的螺旋旋向不一样，一个为右旋，则另一个为左旋。图12为主动螺杆Si与从动螺杆S2齿形型线啮合时的示意图。以下标志中，下角标I代表其属于主动螺杆S1，下角标2代表其属于从动螺杆S2，Oi为主动螺杆的中心，O2为从动螺杆的中心。主动螺杆Si和从动螺杆S2的六个渐开线均在齿根段采用伸长外摆线进行了光滑修正。
[0074]图13-16显示了本实施例中双螺杆渐开线齿根修正后啮合线的投影。从图13-16中可以看出，无论是主动螺杆Sj^Al ,Al’槽还是从动螺杆S2的A2，A2’槽，它们两侧螺旋面上的密封线在齿根圆&到齿顶圆&的整个螺旋面的范围内是连续的，没有缺口处，且都通过主动螺杆S1、从动螺杆S2齿根圆Cd^nu、m2两点，因而采用伸长外摆线进行齿根修正后，本实施例的螺杆的密封腔从理论上讲是严格密封的。
[0075]实施例3
[0076]在实施例1的基础上，本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用伸长外摆线齿形型线，伸长外摆线在齿顶段进行了耐磨修正，本实施例中采用摆线倒角进行修正，在其他实施方案中，也可采用其他形式的修正。
[0077]如图17所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边，密封边为伸长外摆线齿形型线。密封边中，齿顶段采用伸长外摆线??’倒角，密封边齿形由伸长外摆线段af与伸长外摆线倒角段??’两段构成。
[0078]采用伸长外摆线ff’倒角修正密封边齿形ae的主要目的是为了改善密封边的耐磨性能，造成密封边螺旋面在齿顶部位存在密封线的缺口。
[0079]本实施例中，螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面。
[0080]本申请所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为渐开线的组合构成的型面，另一个为伸长外摆线+伸长外摆线倒角构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个近似完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上近似严格密封。[0081 ]图18本实施例中的双螺杆，用于双螺杆栗，其主动螺杆S1和从动螺杆52的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆，只是主动螺杆的螺旋旋向与从动螺杆的螺旋旋向不一样，一个为右旋，则另一个为左旋。主动螺杆S1的密封边中，齿顶段采用伸长外摆线fifV倒角，密封边齿形由伸长外摆线段&1匕与伸长外摆线倒角段
’两段构成。从动螺杆S2的的密封边中，齿顶段采用伸长外摆线f2f2’倒角，密封边齿形由伸长外摆线段a2f2与伸长外摆线倒角段f2f2 ’两段构成。
[0082]图19-图22显示了本实施例中双螺杆伸长外摆线在齿顶端倒角修正后啮合线的投影。很显然从图19-图22可以看出，无论是主动螺杆Sj^Al ,Al’槽还是从动螺杆S2的A2，A2’槽，它们两侧螺旋面上的密封线在齿根圆C1到齿顶圆&的整个螺旋面的范围内是连续的，没有缺口处，且都通过主动螺杆S1和从动螺杆S2螺杆齿根圆的nu、m2两点，但密封边的密封线达不到8字孔的尖点如与仍，因而采用密封边在齿顶段倒角修正后，本申请的螺杆的密封腔从理论上讲是近似严格密封的。
[0083]实施例4
[0084]本实施例综合了实施例2和实施例3的修正，本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用的渐开线齿形型线、具有对称齿形的螺旋的两侧采用的渐开线齿形型线，共计三个渐开线齿形型线齿形型线，均在齿根段进行了伸长外摆线形光滑修正。本申请的螺杆中，其具有非对称齿形的螺旋的一侧采用伸长外摆线齿形型线，伸长外摆线在齿顶段进行了摆线倒角的耐磨修正。
[0085]如图23所示，本实施例中的螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边be和密封边ae，传力边be为渐开线齿形型线，密封边ae为伸长外摆线齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线dh代替渐开线hb，传力边齿形由伸长外摆线dh段与渐开线he两段构成。密封边中，齿顶段采用伸长外摆线ff’倒角，密封边齿形由伸长外摆线段af与伸长外摆线倒角段??’两段构成。
[0086]本实施例中螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边I/C7和密封边b〃c〃，传力边I/ z’和密封边I/ z’均采用渐开线为齿形型线。传力边中，齿根段的伸长外摆线cT h7代替渐开线V b7，传力边齿形由伸长外摆线个h7段与渐开线V C7两段构成。密封边中，齿根段的伸长外摆线d〃h〃代替渐开线h〃b〃，传力边齿形由伸长外摆线d〃h〃段与渐开线h〃 c〃两段构成。
[0087]本实施例所涉及的螺杆的传力原理是:三个由渐开线型线构成的齿廓齿形型面，其中两个渐开线型面可以当传力边型面，即使采用了齿根部位伸长外摆线密封修正，也不影响这个渐开线齿形型面的传力特性。齿根部位的伸长外摆线段齿廓只起密封作用，不起传力作用。
[0088]本申请所涉及的螺杆螺旋啮合的密封原理是:双头螺旋的四个型面中，三个为伸长外摆线+渐开线的组合构成的型面，另一个为伸长外摆线+伸长外摆线倒角构成的型面。当螺杆螺旋段的长度大于两个导程，主、从螺杆上相互啮合的螺旋齿形齿槽与栗壳体“8”字孔的内表面就会形成一个近似完整的密封腔室，从而隔断栗内的高低压腔，达到理论上近似严格密封。
[0089]本实施例中的双螺杆，用于双螺杆栗，其主动螺杆S1和从动螺杆S2的齿形相同，均为上述的带有渐开线传力边齿形的非对称双头螺旋的螺杆，只是主动螺杆的螺旋旋向与从动螺杆的螺旋旋向不一样，一个为右旋，则另一个为左旋。图12为主动螺杆Si与从动螺杆S2齿形型线啮合时的示意图。以下标志中，下角标I代表其属于主动螺杆S1，下角标2代表其属于从动螺杆S2，Oi为主动螺杆的中心，O2为从动螺杆的中心。主动螺杆Si和从动螺杆S2的六个渐开线均在齿根段采用伸长外摆线进行了光滑修正。主动螺杆S1和从动螺杆S2的两个伸长外摆线的均在齿顶段进行了倒角修正。
[0090]图25-图28显示了本实施例中双螺杆伸长外摆线在齿顶段倒角修正、渐开线在齿根段经伸长外摆线行的修正后啮合线的投影。很显然从图25-图28可以看出，无论是主动螺杆Sj^Al ,Al’槽还是从动螺杆Sd^A2，A2’槽，它们两侧螺旋面上的密封线在齿根圆C1到齿顶圆(:2的整个螺旋面的范围内是连续的，没有缺口处，且都通过主动螺杆S1和从动螺杆S2螺杆齿根圆的m、m2两点，但密封边的密封线达不到8字孔的尖点m与n2，因而采用密封边在齿顶段倒角修正后，本申请的螺杆的密封腔从理论上讲是近似严格密封的。
[0091]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述螺杆具有双头螺旋，其中一头的螺旋为非对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边，所述传力边为渐开线齿形型线，密封边为伸长外摆线齿形型线； 螺杆的另一头的螺旋为对称齿形，其齿形的两侧分别为传力边和密封边，所述传力边和密封边均采用渐开线为齿形型线。2.根据权利要求1所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述具有非对称齿形螺旋，其密封边的伸长外摆线在齿顶段进行了耐磨修正。3.根据权利要求2所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述耐磨修正为摆线倒角修正。4.按照权利要求1所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线以及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个在齿根段进行了光滑修正。5.按照权利要求4所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述光滑修正为伸长外摆线修正。6.按照权利要求1、2、4任一所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述具有非对称齿形的螺旋，其密封边的伸长外摆线进行了齿顶段的耐磨修正； 所述具有非对称齿形的螺旋，其传力边的渐开线，具有对称齿形的螺旋，其密封边的渐开线及传力边的渐开线，三个渐开线中至少有一个进行了齿根段的光滑修正。7.根据权利要求6所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述耐磨修正为摆线倒角修正。8.根据权利要求6所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆，其特征在于:所述光滑修正为伸长外摆线修正。9.一种双螺杆，包括螺旋旋向相反的主动螺杆和从动螺杆，其特征在于:所述主动螺杆与从动螺杆的齿形相同，均为如权利要求1-8任一所述的带有渐开线传力边的非对称齿形的双头螺旋螺杆。
【文档编号】F04C15/00GK205714742SQ201620188249
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】周轩宇
【申请人】天津华科螺杆泵技术有限公司
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