CN101435425B - 一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，包括阳转子齿形和阴转子齿形；其特点是，所述阴转子和阳转子端面的各齿形均由六段曲线光滑连接而成，所述曲线包括椭圆弧、圆弧及其包络线。其中阴转子各齿的六段齿曲线包括：齿曲线椭圆弧a2b2、齿曲线圆弧b2c2、齿曲线圆弧c2d2、齿曲线圆弧包络线d2e2、齿曲线圆弧e2f2、以及齿曲线圆弧f2g2；各齿曲线顺序连接。阳转子各齿的六段齿曲线包括：齿曲线椭圆弧包络线a1b1、齿曲线圆弧包络线b1c1、齿曲线销齿圆弧c1d1、齿曲线圆弧d1e1、齿曲线圆弧包络线e1f1、以及齿曲线圆弧f1g1；各齿曲线顺序连接。因此当齿面共轭啮合可使两转子齿面由“线”密封改进为“带”密封，明显提高密封效果，有利于形成润滑油膜和减少齿面磨损，极大地延长了转子寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺杆压缩机，尤其涉及螺杆压缩机中的一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形。
背景技术
螺杆转子齿形的发展是推动螺杆压缩机发展的主要动力。随着新技术的不断发展以及加工工艺的不断改进，螺杆转子的齿形得到了不断的更新与发展。对螺杆转子型线研究的主要目的都是为了提高效率，改善螺杆压缩机的性能。转子端面的各齿形一般由多段齿曲线首尾连接。常用的组成齿线有：点、直线、摆线、圆弧、椭圆、渐开线及抛物线等。为避免组成齿曲线中的点和直线的设计而导致型线中出现尖点，进而引起较大的气流扰动，诱发较高的噪音，目前转子齿形的设计大多都采用摆线、圆弧、椭圆、渐开线及抛物线等作为其组成齿曲线，例如申请号为200610045910.7、发明名称为“一种双螺杆压缩机螺杆转子齿形”的专利申请，虽然其提到可克服组成齿曲线中的点和直线形成的尖点问题，但由于其仍然采用了摆线，因此，会带来啮合线轨迹不够光滑，从而导致转子运转过程中容易出现冲击，产生噪声和震动，且转子较易磨损等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流线型、效率高且工艺性好的一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形。本发明双螺杆压缩机的螺杆转子齿形具有良好的机加工性能，齿面共轭啮合密封性能好。采用本发明双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形能提高螺杆压缩机的综合性能、减少振动降低噪音、减少压缩腔泄露损失、减小气体动力损失、提高容积效率、进而提高螺杆压缩机效率、降低功耗。
本发明采用的技术方案是：一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，包括阳转子齿形和阴转子齿形；其特点是，所述阴转子和阳转子的各齿均由六段曲线光滑连接而成，所述曲线包括椭圆弧、圆弧及其包络线。
上述一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，其中，所述的阴转子和阳转子各齿的六段齿曲线组成如下：
阴转子各齿的六段齿曲线包括顺序连接的：齿曲线椭圆弧a2b2、齿曲线圆弧b2c2、齿曲线圆弧c2d2、齿曲线圆弧包络线d2e2、齿曲线圆弧e2f2、以及齿曲线圆弧f2g2；阳转子各齿的六段齿曲线包括顺序连接的：齿曲线椭圆弧包络线a1b1、齿曲线圆弧包络线b1c1、齿曲线销齿圆弧c1d1、齿曲线圆弧d1e1、齿曲线圆弧包络线e1f1、以及齿曲线圆弧f1g1；
其中：
所述的组成阴转子各齿的六段齿曲线中：
齿曲线椭圆弧a2b2为中心原点在阴转子节圆内的小于等于四分之一的椭圆弧；
齿曲线圆弧b2c2为圆心在阳转子节圆内的部分圆弧，并与齿曲线椭圆弧a2b2光滑相连；
齿曲线圆弧c2d2为圆心在阴转子与阳转子节圆的交点P上的一段半径为(Rj2-R2)的圆弧，并与齿曲线圆弧b2c2光滑相连；
齿曲线圆弧包络线d2e2为阳转子节圆沿阴转子节圆作纯滚动时，由圆心位于O1O2连线上，半径等于该圆心到齿顶圆之间的一距离的一段圆弧d1e1运动所形成轨迹的包络线，并与齿曲线圆弧c2d2光滑相连；
齿曲线圆弧e2f2是圆心位于阴转子节圆内，半径等于圆心到齿顶圆之间距离的一段圆弧，并与齿曲线圆弧包络线d2e2光滑相连；
齿曲线圆弧f2g2为圆心在O2半径为Rj2的节圆圆弧；
所述的组成阳转子各齿的六段齿曲线中：
齿曲线椭圆弧包络线a1b1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时由阴转子齿曲线椭圆弧a2b2运动所形成轨迹的包络线；
齿曲线圆弧包络线b1c1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时由阴转子齿曲线圆弧b2c2运动所形成轨迹的包络线；
齿曲线销齿圆弧c1d1为圆心在阴阳转子节圆的交点P上一段半径为(R1-Rj1)的圆弧，并与齿曲线圆弧包络线b1c1相连；
齿曲线圆弧d1e1为圆心位于O1O2连线上，半径等于该圆心到齿顶圆之间的一距离的一段圆弧，并与齿曲线销齿圆弧c1d1相连；
齿曲线圆弧包络线e1f1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时，由阴转子齿曲线圆弧e2f2运动所形成轨迹的包络线，并与齿曲线圆弧d1e1相连；
齿曲线圆弧f1g1为圆心在O1半径为Rj1的节圆圆弧。
上述一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，其中，所述的阴转子和阳转子的转子齿形呈非对称形，而且，所述的阴转子上的齿数多于阳转子上的齿数1个或2个齿。
由于本发明采用了以上的技术方案，其产生的效果是明显的：
1、由于组成的齿曲线均为圆弧、椭圆弧及圆弧运动所形成的包络线，阴转子和阳转子在三维空间完全实现了“曲面对曲面”的密封，因此有助于形成流体动力润滑油膜，降低通过接触线的横向泄漏，提高压缩机效率。
2、又由于转子型线呈流线型，减小了气体动力损失，提高了效率。
3、此外，改善了转子的加工性能，便于加工，刀具耐用度高，完全满足了齿面共轭啮合的基本要求，形成平稳传动。
附图说明
本发明的具体结构、特征由以下的实施例及其附图作进一步的说明。
图1是本发明的双螺杆转子的齿面共轭啮合时的转子端面齿形的示意图。
具体实施方案
请参阅图1。本发明双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形包含阳转子齿形1和阴转子齿形2。阳转子和阴转子端面齿形呈不对称形。所述的阴转子上的齿数多于阳转子上的齿数1个或2个齿。本实施例中阳转子上的齿和阴转子上的齿采用五对六不对称齿形，其中阳转子为五齿，阴转子为六齿。阳转子1和阴转子2的各齿均由六段曲线光滑连接而成。这些曲线包括椭圆，圆弧及其包络线，没有任何尖点或锐边出现。通常情况下由阳转子驱动阴转子，转向如图1所示。以中心线O1O2为分界线，下半部分为主动侧，上半部分为被动侧。
六段组成齿曲线在阴转子和阳转子上的组成如下：
阴转子端面中，阴转子各齿的六段齿曲线包括齿曲线椭圆弧a2b2、齿曲线圆弧b2c2、齿曲线圆弧c2d2、齿曲线圆弧包络线d2e2、齿曲线圆弧e2f2、以及齿曲线圆弧f2g2；所述各齿曲线顺序连接。其中：
齿曲线椭圆弧a2b2为中心原点在阴转子节圆内的小于等于四分之一的椭圆弧；
齿曲线圆弧b2c2为圆心在阳转子节圆内的部分圆弧，并与齿曲线椭圆弧a2b2光滑相连；
齿曲线销齿圆弧c2d2为圆心在阴转子与阳转子节圆的交点P上的一段半径为(Rj2-R2)的圆弧，并与齿曲线圆弧b2c2光滑相连；其中Rj2为阴转子节圆半径，R2为阴转子齿顶圆半径；
齿曲线圆弧包络线d2e2为阳转子节圆沿阴转子节圆作纯滚动时，由圆心位于O1O2连线上、半径等于该圆心到齿顶圆之间距离的一段圆弧d1e1运动所形成轨迹的包络线，并与齿曲线圆弧c2d2光滑相连；
齿曲线圆弧e2f2是圆心位于阴转子节圆内、半径等于圆心到齿顶圆之间距离的一段圆弧，并与齿曲线圆弧包络线d2e2光滑相连；
齿曲线圆弧f2g2为圆心在O2半径为Rj2的节圆圆弧；其中O2为阴转子轴心；
阳转子端面中，阳转子各齿的六段齿曲线包括：齿曲线椭圆弧包络线a1b1、齿曲线圆弧包络线b1c1、齿曲线销齿圆弧c1d1、齿曲线圆弧d1e1、齿曲线圆弧包络线e1f1、以及齿曲线圆弧f1g1；所述各齿曲线顺序连接。其中：
齿曲线椭圆弧包络线a1b1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时由阴转子齿曲线椭圆弧a2b2运动所形成轨迹的包络线；
齿曲线圆弧包络线b1c1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时由阴转子齿曲线圆弧b2c2运动所形成轨迹的包络线；
齿曲线销齿圆弧c1d1为圆心在阴阳转子节圆的交点P上一段半径为(R1-Rj1)的圆弧，并与齿曲线圆弧包络线b1c1相连；其中R1为阳转子齿顶圆半径；Rj1为阳转子节圆半径；
齿曲线圆弧d1e1为圆心位于O1O2连线上，半径等于该圆心到齿顶圆之间的一距离的一段圆弧，并与齿曲线销齿圆弧c1d1相连；
齿曲线圆弧包络线e1f1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时，由阴转子齿曲线圆弧e2f2运动所形成轨迹的包络线，并与齿曲线圆弧d1e1相连；
齿曲线圆弧f1g1为圆心在O1半径为Rj1的节圆圆弧，其中O1为阳转子轴心。
由于本发明的阳转子齿形和阴转子齿形均采用圆弧、椭圆弧、包络线等曲线组成，因此当齿面共轭啮合可使两转子齿面由“线”密封改进为“带”密封，明显提高密封效果，有利于形成润滑油膜和减少齿面磨损，极大地延长了转子寿命。
Claims (3)
1.一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，包括阳转子齿形和阴转子齿形；其特征在于，所述阴转子和阳转子端面的各齿形均由六段曲线光滑连接而成，所述曲线包括椭圆弧、圆弧及其包络线；所述的阴转子和阳转子各齿的六段齿曲线组成如下：
阴转子各齿的六段齿曲线包括顺序连接的：齿曲线椭圆弧a2b2、齿曲线圆弧b2c2、齿曲线圆弧c2d2、齿曲线圆弧包络线d2e2、齿曲线圆弧e2f2、以及齿曲线圆弧f2g2；
阳转子各齿的六段齿曲线包括顺序连接的：齿曲线椭圆弧包络线a1b1、齿曲线圆弧包络线b1c1、齿曲线销齿圆弧c1d1、齿曲线圆弧d1e1、齿曲线圆弧包络线e1f1、以及齿曲线圆弧f1g1。
2.根据权利要求1所述的一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，其特征在于，所述的组成阴转子各齿的六段齿曲线中：
齿曲线椭圆弧a2b2为中心原点在阴转子节圆内的小于等于四分之一的椭圆弧；
齿曲线圆弧b2c2为圆心在阳转子节圆内的部分圆弧，并与齿曲线椭圆弧a2b2光滑相连；
齿曲线圆弧c2d2为圆心在阴转子与阳转子节圆的交点P上的一段半径为(Rj2-R2)的圆弧，并与齿曲线圆弧b2c2光滑相连；
齿曲线圆弧包络线d2e2为阳转子节圆沿阴转子节圆作纯滚动时，由圆心位于O1O2连线上，半径等于该圆心到齿顶圆之间的一距离的一段圆弧d1e1运动所形成轨迹的包络线，并与齿曲线圆弧c2d2光滑相连；
齿曲线圆弧e2f2是圆心位于阴转子节圆内，半径等于圆心到齿顶圆之间距离的一段圆弧，并与齿曲线圆弧包络线d2e2光滑相连；
齿曲线圆弧f2g2为圆心在O2半径为Rj2的节圆圆弧；
所述的组成阳转子各齿的六段齿曲线中：
齿曲线椭圆弧包络线a1b1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时由阴转子齿曲线椭圆弧a2b2运动所形成轨迹的包络线；
齿曲线圆弧包络线b1c1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时由阴转子齿曲线圆弧b2c2运动所形成轨迹的包络线；
齿曲线销齿圆弧c1d1为圆心在阴阳转子节圆的交点P上一段半径为(R1-Rj1)的圆弧，并与齿曲线圆弧包络线b1c1相连；
齿曲线圆弧d1e1为圆心位于O1O2连线上，半径等于该圆心到齿顶圆之间的一距离的一段圆弧，并与齿曲线销齿圆弧c1d1相连；
齿曲线圆弧包络线e1f1为阴转子节圆沿阳转子节圆作纯滚动时，由阴转子齿曲线圆弧e2f2运动所形成轨迹的包络线，并与齿曲线圆弧d1e1相连；
齿曲线圆弧f1g1为圆心在O1半径为Rj1的节圆圆弧；
其中：所述的Rj1为阳转子节圆半径；所述的Rj2为阴转子节圆半径；所述的R1为阳转子齿顶圆半径；所述的R2为阴转子齿顶圆半径；所述的O1为阳转子轴心；所述的O2为阴转子轴心。
3.根据权利要求1所述的一种双螺杆压缩机的螺杆转子新齿形，其特征在于，所述的阴转子和阳转子的转子齿形呈不对称形，而且，所述的阴转子上的齿数多于阳转子上的齿数1个或2个齿。
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