一种干式螺杆真空泵的锥形转子的制作方法

本发明涉及螺杆真空泵，尤其涉及一种干式螺杆真空泵的锥形转子。

背景技术：

1、螺杆真空泵在芯片、锂电池、光伏发电等行业生产工艺中大量应用，可以作为流体压力系统中的零部件，是相关工艺程序中的重要装备。采用传统等径或等距螺杆转子的螺杆真空泵，容积变化不连续，内容积比难以做大。而采用变螺距转子的螺杆真空泵，在排气端的螺距较小，导致齿顶较薄，齿顶泄漏量增加，且变螺距转子不易加工，齿顶较薄处的强度也较低。现有的真空泵转子难以同时解决易泄漏和内容积比小的问题，有待改进。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种干式螺杆真空泵的锥形转子，泄漏量少，具有更高的容积效率，且易于加工。

2、技术方案：为实现上述目的，本发明的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，包括端面型线相同且相互啮合的阴阳转子；从进气端到排气端，转子的型线连续变化，转子的齿顶逐渐减小而齿根逐渐增大，使转子的内容积逐渐减小；阳转子的端面型线包括依次相连的直线ab、摆线bc、齿顶圆弧段cd、摆线de、直线ef以及齿根圆弧段fa。

3、进一步地，以阳转子的节圆圆心为原点，以阳转子的节圆圆心与阴转子的节圆圆心的连线为x轴建立平面直角坐标系：阴转子的端面型线包括依次相连的直线a1b1、摆线b1c1、齿顶圆弧段c1d1、摆线d1e1、直线e1f1以及齿根圆弧段f1a1；其中b点位于节圆上且位于y轴上，直线ef与直线ab关于x轴对称；摆线bc是直线a1b1的共轭曲线，摆线de与摆线bc关于x轴对称；而且从进气端到排气端，随着锥度的变化，阳转子的直线ab，直线ef，摆线bc，摆线de的长度逐渐变短；相应地，阴转子直线a1b1，直线e1f1，摆线b1c1，摆线d1e1的长度也逐渐变短。

4、进一步地，所述直线ab的型线直角坐标系方程为：x＝l*cos(t1)+rfa*cos(t1-π/2)；y＝l*sin(t1)+rfa*cos(t1-π/2)；式中：l是变量，为直线ab上的点到螺杆真空泵转子中心连线的距离；t1是常数，单位弧度，为直线ab与螺杆真空泵转子中心连线的夹角；rfa是齿根圆半径。

5、进一步地，所述直线ef与直线ab关于x轴对称，所述直线ef的型线直角坐标系方程为：x＝l*cos(t1)+rfa*cos(t1-π/2)；y＝-(l*sin(t1)+rfa*cos(t1-π/2))。

6、进一步地，在进气端的端面型线上，直线ab与齿根圆fa相切于a点，直线ef与齿根圆fa相切于f点。

7、进一步地，所述摆线bc的型线直角坐标系方程式为：

8、x＝a-(a*cos(q)-cos(2*q)*(a+l*cos(t1))-sin(2*q)*(b+l*sin(t1)))；

9、y＝cos(2*q)*(b+l*sin(t1))-sin(2*q)*(a+l*cos(t1))+a*sin(q)；

10、q＝t1-acos((2l+2a*cos(t1)+2b*sin(t1))/a)；

11、a＝rfa*cos(t1-π/2)；

12、b＝rfa*cos(t1-π/2)；

13、式中：a是常数，为两螺杆真空泵转子的中心距；t1是常数，为直线ab与螺杆真空泵转子中心连线的夹角。

14、进一步地，所述摆线段de与摆线bc关于x轴对称，所述摆线段de的型线直角坐标系方程为：

15、x＝a-(a*cos(q)-cos(2*q)*(a+l*cos(t1))-sin(2*q)*(b+l*sin(t1)))；

16、y＝-(cos(2*q)*(b+l*sin(t1))-sin(2*q)*(a+l*cos(t1))+a*sin(q))；

17、q＝t1-acos((2l+2a*cos(t1)+2b*sin(t1))/a)。

18、进一步地，所述齿顶圆弧段cd的型线直角坐标系方程为：x＝rt*cos(t2)；y＝rt*sin(t2)；式中：rt是齿顶圆半径，rt＝a-rfa；t2是圆弧段cd的圆心角。

19、进一步地，所述齿根圆弧段fa的型线直角坐标系方程为：x＝rfa*cos(t2)；y＝rfa*sin(t2)；式中：rfa是齿根圆半径；t2是圆弧段cd的圆心角。

20、进一步地，从进气端到排气端，转子的齿顶圆半径线性减小，而齿根圆半径线性增大。

21、有益效果：本发明的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，从进气端到排气端，转子的型线连续变化，转子的齿顶逐渐减小而齿根逐渐增大，实现内容积变化的功能，并且不会形成较薄的齿顶，泄漏更少；转子的端面型线包括依次相连的直线ab、摆线bc、齿顶圆弧段cd、摆线de、直线ef以及齿根圆弧段fa，成型后的转子的内容积比较大，具有更高的容积效率，且给出了各直线段及曲线段的型线直角坐标系方程，方便转子进行加工。

技术特征：

1.一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：包括端面型线相同且相互啮合的阴阳转子；从进气端到排气端，转子的型线连续变化，转子的齿顶逐渐减小而齿根逐渐增大，使转子的内容积逐渐减小；阳转子的端面型线包括依次相连的直线ab、摆线bc、齿顶圆弧段cd、摆线de、直线ef以及齿根圆弧段fa。

2.根据权利要求1所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：以阳转子的节圆圆心为原点，以阳转子的节圆圆心与阴转子的节圆圆心的连线为x轴建立平面直角坐标系：阴转子的端面型线包括依次相连的直线a1b1、摆线b1c1、齿顶圆弧段c1d1、摆线d1e1、直线e1f1以及齿根圆弧段f1a1；

3.根据权利要求2所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：所述直线ab的型线直角坐标系方程为：

4.根据权利要求3所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：所述直线ef与直线ab关于x轴对称，所述直线ef的型线直角坐标系方程为：

5.根据权利要求4所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：在进气端的端面型线上，直线ab与齿根圆fa相切于a点，直线ef与齿根圆fa相切于f点。

6.根据权利要求2所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：所述摆线bc的型线直角坐标系方程式为：

7.根据权利要求6所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：所述摆线段de与摆线bc关于x轴对称，所述摆线段de的型线直角坐标系方程为：

8.根据权利要求2所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：所述齿顶圆弧段cd的型线直角坐标系方程为：

9.根据权利要求8所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：所述齿根圆弧段fa的型线直角坐标系方程为：

10.根据权利要求2所述的一种干式螺杆真空泵的锥形转子，其特征在于：从进气端到排气端，转子的齿顶圆半径线性减小，而齿根圆半径线性增大。

技术总结
本发明公开了一种干式螺杆真空泵的锥形转子，包括端面型线相同且相互啮合的阴阳转子；从进气端到排气端，转子的型线连续变化，转子的齿顶逐渐减小而齿根逐渐增大，使转子的内容积逐渐减小；阳转子的端面型线包括依次相连的直线AB、摆线BC、齿顶圆弧段CD、摆线DE、直线EF以及齿根圆弧段FA。本发明的转子泄漏量少，具有更高的容积效率，且易于加工。

技术研发人员：孙昭旭,孙昭霞,刘倩,包梦艳
受保护的技术使用者：顺气科技（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16