CN110360113B

CN110360113B - 一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线

Info

Publication number: CN110360113B
Application number: CN201910649576.3A
Authority: CN
Inventors: 干蜀毅; 刘明昆; 李斌; 汪祚远; 王永庆
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: CN110360113A

Abstract

本发明公开了一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，双头对称转子型线由呈中心对称的第一型线和第二型线组成，第一型线包括第一齿曲线A′B′，第一齿根圆B′C′，第一复合齿曲线C′G′和第一齿顶圆G′A′，第一齿曲线A′B′与单头螺杆转子型线的齿曲线AB的位置和形状相同，第一复合齿曲线C′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的复合齿曲线CG90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心；以圆弧连接点B′和C′得第一齿根圆B′C′，以齿根圆BC的圆心为对称中心获得点A的中心对称点A′，以圆弧连接点G′和A′得第一齿顶圆G′A′。本发明相比现有技术具有以下优点：在继承原单头螺杆转子型线的优点的基础上克服了动不平衡、噪声与震动的问题。

Description

一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线

技术领域

本发明涉及螺杆真空泵领域，尤其涉及的是一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线。

背景技术

螺杆转子是螺杆真空泵的核心部件，而转子型线直接影响到螺杆真空泵的性能。目前各类单头转子型线得到了较好的研究，但由于其不对称性，会给整个转子带来动不平衡的问题。本发明在目前国内外单头螺杆转子型线研究的基础上，提出了一种将单头螺杆转子型线改造为双头对称转子型线的方法，通过对单头转子型线齿曲线的重新排列，保留了原有单头型线的各种优点，从理论上解决了单头转子型线的动不平衡问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，所述单头螺杆转子型线包括齿曲线AB，齿根圆BC，复合齿曲线CG和齿顶圆GA，以齿根圆BC的圆心为圆心的任意半径圆周在齿曲线AB与复合齿曲线CG上所交的两点对圆心张角大于90度，所述单头螺杆转子型线所应用的两个螺杆转子的型线完全相同，且在螺杆转子旋转一周的过程中，两螺杆转子上对应的啮合点仅啮合一次，其特征在于：所述双头对称转子型线由第一型线和第二型线组成，所述第一型线包括第一齿曲线A′B′，第一齿根圆B′C′，第一复合齿曲线C′G′和第一齿顶圆G′A′，所述第一齿曲线A′B′与单头螺杆转子型线的齿曲线AB的位置和形状相同，所述第一复合齿曲线C′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的复合齿曲线CG90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心；以齿根圆BC的半径和圆形绘制圆弧连接点B′和C′得第一齿根圆B′C′，以齿根圆BC的圆心为对称中心获得点A的中心对称点A′，以齿顶圆GA的半径和圆形绘制圆弧连接点G′和A′得第一齿顶圆G′A′；所述第二型线与第一型线呈中心对称，对称中心为齿根圆BC的圆心。

作为对上述方案的进一步改进，齿曲线AB是长幅外摆线。

作为对上述方案的进一步改进，所述复合齿曲线CG是阿基米德螺线与其包络线、箕舌线与其包络线和圆弧与其包络线中的一种或多种

作为对上述方案的进一步改进，所述复合齿曲线CG包括过渡圆CD，内摆线DE，外摆线EF和过渡圆FG，所述第一复合齿曲线C′G′包括第一过渡圆C′D′，第一内摆线D′E′，第一外摆线E′F′和第一过渡圆F′G′，所述第一过渡圆C′D′，第一内摆线D′E′，第一外摆线E′F′和第一过渡圆F′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的过渡圆CD，内摆线DE，外摆线EF和过渡圆FG 90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心。

本发明相比现有技术具有以下优点：通过本方案得到的基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线能够继承原单头螺杆转子型线的优点，且克服了动不平衡问题，减小了噪声与震动问题；可应用于一对螺杆转子，两转子端面型线完全相同，只是分别采用左旋与右旋，即可形成啮合关系；应用该双头对称转子型线的螺杆真空泵，可广泛应用于电子、半导体、化工、食品、航天等领域。

附图说明

图1是单头螺杆转子型线示意图。

图2是本发明基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线的示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，所述单头螺杆转子型线包括齿曲线AB，齿根圆BC，复合齿曲线CG和齿顶圆GA，以齿根圆BC的圆心为圆心的任意半径圆周在齿曲线AB与复合齿曲线CG上所交的两点对圆心张角大于90度，所述单头螺杆转子型线所应用的两个螺杆转子的型线完全相同，且在螺杆转子旋转一周的过程中，两螺杆转子上对应的啮合点仅啮合一次，所述双头对称转子型线由第一型线和第二型线组成，所述第一型线包括第一齿曲线A′B′，第一齿根圆B′C′，第一复合齿曲线C′G′和第一齿顶圆G′A′，所述第一齿曲线A′B′与单头螺杆转子型线的齿曲线AB的位置和形状相同，所述第一复合齿曲线C′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的复合齿曲线CG90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心；以齿根圆BC的半径和圆形绘制圆弧连接点B′和C′得第一齿根圆B′C′，以齿根圆BC的圆心为对称中心获得点A的中心对称点A′，以齿顶圆GA的半径和圆形绘制圆弧连接点G′和A′得第一齿顶圆G′A′；所述第二型线与第一型线呈中心对称，对称中心为齿根圆BC的圆心。齿曲线AB是长幅外摆线，复合齿曲线CG可以是阿基米德螺线与其包络线、箕舌线与其包络线和圆弧与其包络线中的一种或多种。

所述复合齿曲线CG包括过渡圆CD，内摆线DE，外摆线EF和过渡圆FG，所述第一复合齿曲线C′G′包括第一过渡圆C′D′，第一内摆线D′E′，第一外摆线E′F′和第一过渡圆F′G′，所述第一过渡圆C′D′，第一内摆线D′E′，第一外摆线E′F′和第一过渡圆F′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的过渡圆CD，内摆线DE，外摆线EF和过渡圆FG 90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心。

作为设计基础的单头螺杆转子型线应当满足如下条件，两螺杆转子的型线完全相同，这就要求：转子型线组成齿曲线必须两两对应，或者能够自啮合；对应两段齿曲线必须满足共轭曲线关系；对应两段齿曲线所占圆心角度数要相等；齿曲线中有一对以齿顶圆和齿根圆的形式出现，余下的齿曲线必然被齿顶圆与齿根圆分隔成不相邻的两部分，首尾相接连接成两条曲线，作为齿顶圆与齿根圆之间的过渡曲线；齿曲线上任意一点在转子转动一周的过程中，仅能与另一个转子上的对应点啮合一次。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，所述单头螺杆转子型线包括齿曲线AB，齿根圆BC，复合齿曲线CG和齿顶圆GA，以齿根圆BC的圆心为圆心的任意半径圆周在齿曲线AB与复合齿曲线CG上所交的两点对圆心张角大于90度，所述单头螺杆转子型线所应用的两个螺杆转子的型线完全相同，且在螺杆转子旋转一周的过程中，两螺杆转子上对应的啮合点仅啮合一次，其特征在于：所述双头对称转子型线由第一型线和第二型线组成，所述第一型线包括第一齿曲线A′B′，第一齿根圆B′C′，第一复合齿曲线C′G′和第一齿顶圆G′A′，所述第一齿曲线A′B′与单头螺杆转子型线的齿曲线AB的位置和形状相同，所述第一复合齿曲线C′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的复合齿曲线CG 90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心；以齿根圆BC的半径和圆形绘制圆弧连接点B′和C′得第一齿根圆B′C′，以齿根圆BC的圆心为对称中心获得点A的中心对称点A′，以齿顶圆GA的半径和圆形绘制圆弧连接点G′和A′得第一齿顶圆G′A′；所述第二型线与第一型线呈中心对称，对称中心为齿根圆BC的圆心。

2.如权利要求1所述一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，其特征在于：齿曲线AB是长幅外摆线。

3.如权利要求1所述一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，其特征在于：所述复合齿曲线CG是阿基米德螺线与其包络线、箕舌线与其包络线和圆弧与其包络线中的一种或多种。

4.如权利要求1所述一种基于单头螺杆转子型线设计的双头对称转子型线，其特征在于：所述复合齿曲线CG包括过渡圆CD，内摆线DE，外摆线EF和过渡圆FG，所述第一复合齿曲线C′G′包括第一过渡圆C′D′，第一内摆线D′E′，第一外摆线E′F′和第一过渡圆F′G′，所述第一过渡圆C′D′，第一内摆线D′E′，第一外摆线E′F′和第一过渡圆F′G′通过顺时针旋转单头螺杆转子型线的过渡圆CD，内摆线DE，外摆线EF和过渡圆FG 90°获得，旋转中心为齿根圆BC的圆心。