CN100360808C - 一种不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形，从动螺杆的齿形为双头的阳螺杆，主动螺杆的齿形为六头的阴螺杆组成的一种新型齿形的螺杆。用在螺杆泵中密封线较短，密封性能好；输出流量和输出压力成倍增加，效率高，噪声小；螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低。
Description
技术领域
本发明涉及机械零件设计加工技术领域，特别地，涉及一种不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形。
背景技术
上百年来，三螺杆泵螺杆的齿形无论是主动螺杆还是从动螺杆均由摆线组成，且均为双头螺杆。从动螺杆又细又长，刚性极差，且存在压稳定问题。所以传统的三螺杆泵输出压力低，比流量小。
本发明的齿形与上述各种齿形相比，比流量和输出压力成倍增大，而加工仍较方便。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不同，提供一种不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形，其一根螺杆的齿形为六头的，另两根为双头的。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形，螺杆泵包括三根螺杆，两根螺杆为双头螺杆，另一根螺杆为六头螺杆；六头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由径向直线段ab、广义摆线bc、齿根圆弧线cd、广义摆线de、径向直线段ef和齿顶圆弧线fg顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线fg和齿根圆弧线cd都是以o1为圆心的圆弧；双头螺杆的两头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线f’e’、广义摆线a’f’、齿顶圆弧线a’b’、广义摆线b’c’、包络线c’d’和齿根圆弧线d’g’顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线a’b’和齿根圆弧线d’g’都是以o2为圆心的圆弧。双头螺杆上圆弧d’g’的弧度是六头螺杆上圆弧fg的弧度的三倍，双头螺杆上圆弧a’b’的弧度是六头螺杆上圆弧cd弧度的三倍。
进一步地，所述六头螺杆的径向直线段ab、ef也可为圆弧、摆线或渐开线。
进一步地，所述六头螺杆齿形的导程是双头螺杆导程的三倍。
本发明的优点是：密封线较短，密封性能好；输出流量和输出压力成倍增加，效率高，运转平稳，噪声小；螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低；螺杆可以高速运转。
附图说明
图1是本发明六头螺杆的径向截面图；
图2是本发明双头螺杆的径向截面图；
图3是图1和图2所示的两个螺杆作滚动时啮合状态图；
图4是图1和图2所示的两个螺杆作滚动时啮合曲线图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
本发明的螺杆泵包括三根螺杆，两根螺杆为双头螺杆，另一根螺杆为六头螺杆。
图1示出了本发明六头螺杆径向截面的形状，六头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由径向直线段ab、广义摆线bc、齿根圆弧线cd、广义摆线de、径向直线段ef和齿顶圆弧线fg顺序连接而成。其中，齿顶圆弧线fg和齿根圆弧线cd都是以六头螺杆的中心点o1为圆心的圆弧；齿根圆弧线cd的半径和弧度均可调，径向直线段ab和ef的长度可调，ab和ef也可为圆弧、摆线、渐开线或其他曲线，也可省略。
图2示出了本发明双头螺杆径向截面的形状，双头螺杆的两头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线f’e’、广义摆线a’f’、齿顶圆弧线a’b’、广义摆线b’c’、包络线c’d’和齿根圆弧线d’g’顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线a’b’和齿根圆弧线d’g’都是以双头螺杆的中心点o2为圆心的圆弧。
双头螺杆的齿高(即双头螺杆的齿顶圆半径与齿根圆半径的差值)等于六头螺杆的齿深(即六头螺杆的齿顶圆半径与齿根圆半径的差值)。
双头螺杆上圆弧d’g’的弧度是六头螺杆上圆弧fg的弧度的三倍，双头螺杆上圆弧a’b’的弧度是六头螺杆上圆弧cd弧度的三倍。
六头螺杆齿形的导程是双头螺杆的三倍，螺杆的长度略大于六头螺杆的半导程，两螺杆旋向相反。
当双头螺杆和六螺杆以3∶1的速比绕各自的圆心转动时，六头螺杆上广义摆线bc和de分别是双头螺杆上的b’点和a’点在六头螺杆上形成的共轭曲线，双头螺杆上广义摆线a’f’和b’c’分别是六头螺杆上的e点和b点在双头螺杆上形成的共轭曲线，包络线f’e’和c’d’分别是六头螺杆上的直线段ef和ab在双头螺杆上形成的共轭曲线。
图3示出了本发明的两螺杆对应的啮合关系，六头螺杆齿顶圆aj和齿根圆cd对应的啮合曲线分别是双头螺杆的齿根圆d’g’和齿顶圆a’b’，双头螺杆上点a’和点b’分别对应于六头螺杆上广义摆线ef和广义摆线bc，六头螺杆上点b和点e分别对应于双头螺杆上广义摆线b’c’和广义摆线a’f’，六头螺杆上径向直线段ab和ef分别对应于双头螺杆上的包络线c’d’和f’e’。
如图4所示，当六头螺杆位于中间，两根双头螺杆位于两边，两螺杆相对滚动时，六头螺杆就会在双头螺杆上形成空间啮合曲线，双头螺杆也会在六头螺杆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泵的输入腔和输出腔，且不断地向前推进，从而产生压缩流体。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1、一种不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形，螺杆泵包括三根螺杆，其中，两根螺杆为双头螺杆，另一根螺杆为六头螺杆；其特征在于，
六头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由径向直线段ab、广义摆线bc、齿根圆弧线cd、广义摆线de、径向直线段ef和齿顶圆弧线fg顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线fg和齿根圆弧线cd都是以六头螺杆的中心点o1为圆心的圆弧；
双头螺杆的两头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线f’e’、广义摆线a’f’、齿顶圆弧线a’b’、广义摆线b’c’、包络线c’d’和齿根圆弧线d’g’顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线a’b’和齿根圆弧线d’g’都是以双头螺杆的中心点o2为圆心的圆弧；
双头螺杆上圆弧d’g’的弧度是六头螺杆上圆弧fg的弧度的三倍，双头螺杆上圆弧a’b’的弧度是六头螺杆上圆弧cd弧度的三倍；
所述双头螺杆的齿高等于六头螺杆的齿深。
2、根据权利要求1所述的不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述六头螺杆的径向直线段ab、ef为圆弧、摆线或渐开线。
3、根据权利要求1所述的不等齿数的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述六头螺杆齿形的导程是双头螺杆导程的三倍。
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