CN102003394A - 螺杆真空泵转子型线 - Google Patents

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张玉新
刘琦
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SHANGHAI NAIPU FLUID MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种螺杆真空泵转子型线，分别采用五段曲线组成第一转子和第二转子端面型线，以相同的中心距A和不同头数的转子来构成螺杆真空泵的两个转子的型线系列。本发明的螺杆真空泵转子型线应用于两个转子，第一转子和第二转子为共轭转子端面型线，完全相同，只是分别采用左旋和右旋，即可形成啮合关系。应用本发明的螺杆真空泵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。

Description

螺杆真空泵转子型线
技术领域
本发明涉及螺杆真空泵，尤其涉及一种适用于双螺杆真空泵的螺杆转子型线。
背景技术
螺杆真空泵端面型线的好坏，将直接影响到螺杆真空泵的性能，如密封性、效率、面积利用系数等。目前市场上流行的型线有德国里奇乐型线、日本大晃型线、台湾汉钟型线等，它们都有各自的特点，但也存在着各自独立的问题。
发明内容
本发明是在吸取国内外现有的螺杆真空泵型线优点的基础上，研制出一种螺杆真空泵转子型线，它是一种新型的共轭转子端面型线，也称自共轭型线，两个转子完全相同，解决了上述现有技术各取所需而产生的独立、片面的问题。
本发明的技术解决方案如下：
一种螺杆真空泵转子型线，分别采用五段曲线组成第一转子和第二转子端面型线，以相同的中心距A和不同头数的转子来构成螺杆真空泵的两个转子的型线系列；
所述第一转子的型线组成如下：
a1b1段：由第二转子上螺旋线曲线b2c2生成的包络线；
b1c1段：采用等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线的计算公式：                                                
Figure 276547DEST_PATH_IMAGE001
；
其中：曲线夹角
Figure 579352DEST_PATH_IMAGE002
；
曲线上b1点的安放角
Figure 61149DEST_PATH_IMAGE003
；
曲线上c1点的安放角；
c1d1段：在第一转子上，以O1点为中心，R10为半径画出齿顶弧；
d1e1段：由第二转子上点d2生成的摆线；
e1a1段：在第一转子上，以O1点为中心，R1为半径画出齿根弧；
所述第二转子的型线组成如下：
a2b2段：由第一转子上螺旋线曲线b1c1生成的包络线；
b2c2段：采用等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线的计算公式及参数取值与b1c1段完全相同，只是位置相差两个象限；
c2d2段：在第二转子上，以O2点为中心，R20为半径画出齿顶弧；
d2e2段：由第一转子上，点d1生成的摆线；
e2a2段：在第二转子上，以O2点为中心，R2为半径画出齿根弧；
所述第一转子的端面型线由a1b1、b1c1、c1d1、d1e1、e1a1五段曲线组成。
所述第二转子的端面型线由a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2a2五段曲线组成。
所述第一转子与第二转子的端面型线形成共轭关系。
本发明的一种螺杆真空泵转子型线应用于两个转子，第一转子和第二转子为共轭转子端面型线，完全相同，只是分别采用左旋和右旋，即可形成啮合关系。
两转子端面型线的中心距为A，第一转子齿数为z1，第二转子齿数为z2，选择z-1、z2所依据的原则是：对用于低速小流量工况的螺杆真空泵，z1/z2可取1/1单头型线；对用于中、高速大流量工况的螺杆真空泵，z1/z2可取2/2、3/3等多头型线。然后，可确定第一转子和第二转子节圆的半径R1j=R2j，所依据的原则是：R1j=R2j=A/2。
应用本发明的螺杆真空泵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是本发明的一种螺杆真空泵转子型线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的螺杆真空泵转子端面型线的构建作详细说明。
参看图1，本发明提供一种螺杆真空泵转子型线，分别采用五段曲线组成第一转子1和第二转子2端面型线。以相同的中心距A和不同头数的转子来构成螺杆真空泵的两个转子的型线系列。
第一转子和第二转子的型线组成如下：
R1是第一转子的齿根圆半径，R10是第一转子的齿顶圆半径。
R2是第二转子的齿根圆半径，R20是第二转子的齿顶圆半径。
R1=R2　，R10=R20　，节圆R1j=R2j＝（R1+R10）/2。
b1点在第一转子节圆上，b2点在第二转子节圆上。
第一转子的型线组成如下：
a1b1段：由第二转子上螺旋线或圆弧曲线b2c2生成的包络线。
b1c1段：采用等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线的计算公式：
Figure 423702DEST_PATH_IMAGE001
。
其中：曲线夹角
Figure 366250DEST_PATH_IMAGE002
；
曲线上b1点的安放角；
曲线上c1点的安放角
Figure 287119DEST_PATH_IMAGE004
。
c1d1段：在第一转子上，以O1点为中心，R10为半径画出齿顶弧。
d1e1段：由第二转子上点d2生成的摆线。
e1a1段：在第一转子上，以O1点为中心，R1为半径画出齿根弧。
第二转子的型线组成如下：
a2b2段：由第一转子上螺旋线曲线b1c1生成的包络线。
b2c2段：采用等变角螺旋线，计算公式及参数取值与b1c1段完全相同，只是位置相差两个象限（见图1）。
c2d2段：在第二转子上，以O2点为中心，R20为半径画出齿顶弧。
d2e2段：由第一转子上，点d1生成的摆线。
e2a2段：在第二转子上，以O2点为中心，R2为半径画出齿根弧。
如图中所示，第一转子的端面型线由a1b1、b1c1、c1d1、d1e1、e1a1五段曲线组成，第二转子的端面型线由a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2a2五段曲线组成，第一转子与第二转子的端面型线形成共轭关系。
本发明的一种螺杆真空泵转子型线的主要特点是：
1、本发明的转子端面型线上，螺旋线b1c1采用等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线的计算公式：
Figure 290847DEST_PATH_IMAGE001
。
2、本发明的转子端面型线上的螺旋线包络线a1b1，是由螺旋线或圆弧曲线b2c2生成的包络线；螺旋线或圆弧包络线a2b2，是由螺旋线或圆弧曲线b1c1生成的包络线。
3、本发明的转子端面型线上的d1e1是点d2的生成摆线；d2e2是点d1的生成摆线。
4、第一转子的端面型线由a1b1、b1c1、c1d1、d1e1、e1a1等五段曲线组成，而且与第二转子的端面型线的五段对应曲线a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2a2形成共轭关系。
本发明的螺杆真空泵转子型线在实际应用中的具体构建过程如下：
根据图1，第一转子的型线由a1b1、b1c1、c1d1、d1e1、e1f1五段组成，第二转子的线段由a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2f2五段组成。
（1）在第一转子上构建发生曲线b1c1。
b1c1段：等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线根据计算公式
Figure 935455DEST_PATH_IMAGE001
。
其中：包角
Figure 860685DEST_PATH_IMAGE005
；
曲线上b1点的安放角
Figure 616152DEST_PATH_IMAGE003
；
曲线上c1点的安放角。
以节圆与中心线交点b1为起始点，R1j起始为半径，按上述计算公式，以θ为变量，计算各点，并光滑连接，可得b1c1段等变角螺旋线。
（2）将第一转子节圆在第二转子节圆上做纯滚动，第一转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为1:1，固结在第一转子上的螺旋线或圆弧b1c1的轨迹，可形成第二转子的螺旋线或圆弧包络线a2b2。
（3）在第二转子上构建发生曲线b2c2。
采用上述第一转子同样的计算公式。
以节圆与中心线交点b2为起始点，R2j起始为半径，按上述计算公式，以θ为变量，计算各点，并光滑连接，可得b2c2段等变角螺旋线。
（4）将第二转子节圆在第一转子节圆上做纯滚动，第二转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为1:1，固结在第二转子上的等变角螺旋线或圆弧b2c2的轨迹，可形成第一转子的螺旋线或圆弧包络线a1b1。
（5）将第一转子节圆在第二转子节圆上做纯滚动，第二转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为1:1，固结在第一转子上的点d1的轨迹，可形成第二转子的摆线d2e2；将第二转子节圆在第一转子节圆上做纯滚动，固结在第二转子上的点d2的轨迹，可形成第一转子的摆线d1e1。
至此，第一转子、第二转子端面型线就被完全构建出来了。
综上所述，本发明的一种螺杆真空泵转子型线应用于两个转子，第一转子和第二转子为共轭转子端面型线，完全相同，只是分别采用左旋和右旋，即可形成啮合关系。应用本发明的螺杆真空泵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。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种螺杆真空泵转子型线，其特征在于，分别采用五段曲线组成第一转子和第二转子端面型线，以相同的中心距A和不同头数的转子来构成螺杆真空泵的两个转子的型线系列；
所述第一转子的型线组成如下：
a1b1段：由第二转子上螺旋线曲线b2c2生成的包络线；
b1c1段：采用等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线的计算公式：                                                
Figure 979578DEST_PATH_IMAGE001
；
其中：曲线夹角
Figure 923263DEST_PATH_IMAGE002
；
曲线上b1点的安放角
Figure 482420DEST_PATH_IMAGE003
；
曲线上c1点的安放角
Figure 664003DEST_PATH_IMAGE004
；
c1d1段：在第一转子上，以O1点为中心，R10为半径画出齿顶弧；
d1e1段：由第二转子上点d2生成的摆线；
e1a1段：在第一转子上，以O1点为中心，R1为半径画出齿根弧；
所述第二转子的型线组成如下：
a2b2段：由第一转子上螺旋线曲线b1c1生成的包络线；
b2c2段：采用等变角螺旋线或圆弧，等变角螺旋线的计算公式及参数取值与b1c1段完全相同，只是位置相差两个象限；
c2d2段：在第二转子上，以O2点为中心，R20为半径画出齿顶弧；
d2e2段：由第一转子上，点d1生成的摆线；
e2a2段：在第二转子上，以O2点为中心，R2为半径画出齿根弧。
2.根据权利要求1所述的螺杆真空泵转子型线，其特征在于，所述第一转子的端面型线由a1b1、b1c1、c1d1、d1e1、e1a1五段曲线组成。
3.根据权利要求1所述的螺杆真空泵转子型线，其特征在于，所述第二转子的端面型线由a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2a2五段曲线组成。
4.根据权利要求1所述的螺杆真空泵转子型线，其特征在于，所述第一转子与第二转子的端面型线形成共轭关系。
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