CN110080980A - 一种双螺杆机转子的齿型 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双螺杆机转子的齿型，双螺杆机包括阴转子和阳转子，阴转子端面的各齿型的形状关于齿槽顶点F与阴转子中心O2之间的连线FO2相互对称；阳转子端面的各齿型的形状关于齿顶顶点A与阳转子中心O1之间的连线AO1相互对称；阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均由五段曲线首尾光滑连接而成，其中：阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均包括点、圆弧线、渐开线和摆线。采用上述技术方案后，本发明能够获得更大的齿型面积利用系数，使其适合于小压差大流量气体压缩，且易于加工。

Description

一种双螺杆机转子的齿型
技术领域
本发明涉及双螺杆机转子的端面齿型。
背景技术
目前，在小压差大流量气体压缩技术领域，主要采用大排量、高转速、单极压比低且较为昂贵的离心式压缩机和中小排量、低压比、效率较差但造价便宜的罗茨式压缩机，尚未开发出能适应大排量低压比的气体增压的螺杆压缩机的转子齿型。此外，传统转子的组成齿曲线一般存在直线等，不便于加工，容易导致齿面磨损快，且直线处刀具泄漏较大，影响转子的检测与加工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种齿型面积利用系数大、易于加工的双螺杆机转子的端面齿型。
本发明所采用的技术方案是：
一种双螺杆机转子的齿型，双螺杆机包括阴转子和阳转子，阴转子端面的各齿型的形状关于齿槽顶点 F与阴转子中心O2之间的连线FO2相互对称；阳转子端面的各齿型的形状关于齿顶顶点A与阳转子中心O1之间的连线AO1相互对称；阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均由五段曲线首尾光滑连接而成，其中：阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均包括点、圆弧线、渐开线和摆线。
本发明至少具有以下优点和特点：
1.本实施例的转子齿型将渐开线和摆线组合在一起，齿型面积利用系数高达56.3%，非常适合于小压差大流量气体压缩；
2. 本实施例的转子型线方向角过渡光滑，型线上无尖点，易于加工，使得刀具寿命大大增加；
3. 本实施例的转子齿型中的圆弧段位于转子的齿顶圆和齿底圆上，便于加工和质检人员测量，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明阴转子和阳转子的一种实例在相互啮合时的示意图。
图2是本发明阴转子的齿型线示意图。
图3 是本发明阳转子的齿型线示意图。
图中：O1是阳转子的轴心，O2是阴转子的轴心； O1O2连线的距离等于转子中心距；R1为阳转子齿顶圆的半径，R2为阴转子齿底圆的半径，R3为阳转子齿底圆的半径，R4为阴转子齿顶圆的半径；P是阴转子的节圆，Q是阳转子的节圆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一实施例的双螺杆机转子的齿型做详细说明。
请参阅图1至图3。本发明的双螺杆机的阴转子N和阳转子M的转子齿型呈不对称型，且阴转子N上的齿数多于阳转子M上的齿数。本实施例中，阳转子M与阴转子N的齿数比为3:5，阴转子N采用的是五齿五槽的结构，阳转子M采用的是三齿三槽的结构。上述的双螺杆机可以是双螺杆压缩机或双螺杆膨胀机。
根据本发明一实施例的一种双螺杆机转子的齿型，该双螺杆机包括阴转子N和阳转子M，阴转子端面的各齿型的形状关于齿槽顶点 F与阴转子中心O2之间的连线FO2相互对称，阳转子端面的各齿型的形状关于齿顶顶点A与阳转子中心O1之间的连线AO1相互对称。由于阴转子和阳转子的各齿型具有对称的形状，因此，只要知道了各齿型的一半形状也就知道了各齿型的整体形状。阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均由五段曲线首尾光滑连接而成，其中：阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均包括点、圆弧线、渐开线和摆线。本实施例中：阴转子各齿型的一半的齿曲线包括顺序光滑连接的：圆弧FG、摆线GH、渐开线HI、点I以及圆弧IJ；阳转子各齿型的一半的齿曲线包括顺序光滑连接的：圆弧AB、点B、渐开线BC、摆线CD以及圆弧DE。
请配合参阅图2。阴转子的各齿型的一半的齿曲线中：
圆弧FG是以阴转子中心O2为圆心，R2为半径的一段圆弧，R2为阴转子齿底圆的半径；
摆线GH是点啮合外摆线，由阳转子的点B在阴转子节圆外作纯滚动形成，摆线GH是点B的共轭曲线；
渐开线HI在起点H处与摆线GH 光滑连接，渐开线的终点I位于阴转子的齿顶圆上；
点I为渐开线HI的终点；
圆弧IJ是以阴转子中心O2为圆心，R4半径的一段圆弧，R4为阴转子齿顶圆的半径。
请配合参阅图3。阳转子的各齿型的一半的齿曲线中：
圆弧AB是以阳转子中心O1为圆心，R1为半径的一段圆弧，R1为阳转子齿顶圆的半径，圆弧AB的圆心角大于0°且小于等于30°；圆弧AB与阴转子上的圆弧FG互为共轭曲线；
点B是圆弧AB的终点；
渐开线BC与阴转子上的渐开线HI互为共轭曲线；
摆线CD是点啮合外摆线，由阴转子的点I在阳转子节圆外作纯滚动形成，摆线CD的终点D位于阳转子的齿底圆上，且摆线CD是点I的共轭曲线；
圆弧DE以阳转子中心O1为圆心，R3半径的一段圆弧，R3为阳转子齿底圆的半径，圆弧DE的圆心角大于0°且小于等于30°；圆弧DE与阴转子上的圆弧IJ互为共轭曲线。
本实施例的转子齿型将渐开线和摆线组合在一起，齿型面积利用系数高达56.3%，非常适合于小压差大流量气体压缩，在相同直径和相同转速下，采用本实施例的双螺杆压缩机可以实现更大的排量。相比于罗茨压缩机无内容积比的强制压缩，双螺杆压缩机具有较为明显的效率优势，节能达到30%以上。

Claims (7)

1.一种双螺杆机转子的齿型，所述双螺杆机包括阴转子和阳转子，其特征在于，阴转子端面的各齿型的形状关于齿槽顶点 F与阴转子中心O2之间的连线FO2相互对称；阳转子端面的各齿型的形状关于齿顶顶点A与阳转子中心O1之间的连线AO1相互对称；阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均由五段曲线首尾光滑连接而成，其中：阴转子端面和阳转子端面的各齿型的一半的齿曲线均包括点、圆弧线、渐开线和摆线。
2.如权利要求1所述的一种双螺杆机转子的齿型，其特征在于，阴转子各齿型的一半的齿曲线包括顺序光滑连接的：圆弧FG、摆线GH、渐开线HI、点I以及圆弧IJ；
阳转子各齿型的一半的齿曲线包括顺序光滑连接的：圆弧AB、点B、渐开线BC、摆线CD以及圆弧DE。
3.如权利要求2所述的一种双螺杆机转子的齿型，其特征在于，所述阴转子的各齿型的一半的齿曲线中：
圆弧FG是以阴转子中心O2为圆心，R2为半径的一段圆弧，R2为阴转子齿底圆的半径；
摆线GH是点啮合外摆线，由阳转子的点B在阴转子节圆外作纯滚动形成，摆线GH是点B的共轭曲线；
渐开线HI在起点H处与摆线GH 光滑连接，渐开线的终点I位于阴转子的齿顶圆上；
点I为渐开线HI的终点；
圆弧IJ是以阴转子中心O2为圆心，R4半径的一段圆弧，R4为阴转子齿顶圆的半径。
4.如权利要求2或3所述的一种双螺杆机转子的齿型，其特征在于，所述阳转子的各齿型的一半的齿曲线中：
圆弧AB是以阳转子中心O1为圆心，R1为半径的一段圆弧，R1为阳转子齿顶圆的半径，圆弧AB的圆心角大于0°且小于等于30°；圆弧AB与阴转子上的圆弧FG互为共轭曲线；
点B是圆弧AB的终点；
渐开线BC与阴转子上的渐开线HI互为共轭曲线；
摆线CD是点啮合外摆线，由阴转子的点I在阳转子节圆外作纯滚动形成，摆线CD的终点D位于阳转子的齿底圆上，且摆线CD是点I的共轭曲线；
圆弧DE以阳转子中心O1为圆心，R3半径的一段圆弧，R3为阳转子齿底圆的半径，圆弧DE的圆心角大于0°且小于等于30°；圆弧DE与阴转子上的圆弧IJ互为共轭曲线。
5.如权利要求1所述的一种双螺杆机转子的齿型，其特征在于，所述的阴转子和阳转子的转子齿型呈不对称型，且阴转子上的齿数多于阳转子上的齿数。
6.如权利要求5所述的一种双螺杆机转子的齿型，其特征在于，所述阳转子与阴转子的齿数比为3:5。
7.如权利要求1所述的一种双螺杆机转子的齿型，其特征在于，所述的双螺杆机为双螺杆压缩机或双螺杆膨胀机。
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