CN1743676A - 一种大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形,它是从动螺杆的齿形为单头的阳螺杆、主动螺杆的齿形为三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
本发明的目的是提供一种三螺杆泵的螺杆齿形,从动螺杆的齿形为单头的,主动螺杆的齿形为四头的。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形,螺杆泵由两根单头螺杆和一根四头螺杆组成;四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;单头螺杆径向截面由齿顶圆弧线a’b’、广义摆线a’f’、包络线f’e’、齿根圆弧线d’e’、包络线c’d’、广义摆线b’c’顺序连接而成;其中,齿顶圆弧线a’b’和齿根圆弧线d’e’都是以o2为圆心的圆弧;所述单头螺杆的齿高等于四头螺杆的齿深。
进一步地,所述四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,所述四头螺杆齿形的导程是单头螺杆的四倍。
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,噪声小;螺杆曲线简单,加工方便,加工成本低。
附图说明
图1是本发明四头螺杆的径向截面图;
图2是本发明单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,两根螺杆为单头螺杆,另一根螺杆为四头螺杆。
图1示出了本发明四头螺杆径向截面的形状,四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;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示出了本发明单头螺杆径向截面的形状,齿顶圆弧线a’b’是以o2为圆心的圆弧,齿根圆弧线d’e’是以o2为圆心的圆弧,齿顶圆弧线a’b’一端a’点和齿根圆弧线d’e’一端e’点间由广义摆线a’f’和包络线f’e’组成,齿根圆弧线d’e’另一端d’点和齿顶圆弧线a’b’另一端b’点间由广义摆线b’c’和包络线c’d’组成。
当单头螺杆和四头螺杆以4∶1的速比绕各自的圆心转动时,四头螺杆上广义摆线bc和de分别是单头螺杆上的b’点和a’点在四头螺杆上形成的共轭曲线,单头螺杆上广义摆线a’f’和b’c’分别是四头螺杆上的e点和b点在单头螺杆上形成的共轭曲线,包络线f’e’和c’d’分别是四头螺杆上的直线段ef和ab在单头螺杆上形成的共轭曲线。
单头螺杆上圆弧d’e’的弧度是四头螺杆上圆弧cd的弧度的四倍,单头螺杆上圆弧a’b’的弧度是四头螺杆上圆弧cd弧度的四倍。单头螺杆的齿高(即单头螺杆的齿顶圆半径与齿根圆半径的差值)等于四头螺杆的齿深(即四头螺杆的齿顶圆半径与齿根圆半径的差值)。
四头螺杆齿形的导程是单头螺杆的四倍,螺杆的长度略大于四头螺杆的半导程,两螺杆旋向相反。
图3示出了本发明的两螺杆对应的啮合关系,四头螺杆齿顶圆aj和齿根圆cd对应的啮合曲线分别是单头螺杆的齿根圆d’g’和齿顶圆a’b’,单头螺杆上点a’和点b’分别对应于四头螺杆上广义摆线de和广义摆线bc,四头螺杆上点b和点e分别对应于单头螺杆上广义摆线b’c’和广义摆线a’f’,四头螺杆上径向直线段ab和ef分别对应于单头螺杆上的包络线c’d’和f’e’。
如图4所示,当四头螺杆位于中间,两根单头螺杆位于两边,三根螺杆相对滚动时,四头螺杆就会在单头螺杆上形成空间啮合曲线,单头螺杆也会在四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、一种大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形,螺杆泵由两根单头螺杆和一根四头螺杆组成;其特征在于,
四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。
单头螺杆径向截面由齿顶圆弧线a’b’、广义摆线a’f’、包络线f’e’、齿根圆弧线d’e’、包络线c’d’、广义摆线b’c’顺序连接而成;其中,齿顶圆弧线a’b’和齿根圆弧线d’e’都是以o2为圆心的圆弧。
单头螺杆上圆弧d’e’的弧度是四头螺杆上圆弧cd的弧度的四倍,单头螺杆上圆弧a’b’的弧度是四头螺杆上圆弧cd弧度的四倍。
所述单头螺杆的齿高等于四头螺杆的齿深。
2、根据权利要求1所述的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形,其特征在于,所述四头螺杆的径向直线段ab、ef也可为圆弧、摆线或渐开线。
3、根据权利要求1所述的大流量高压三螺杆泵的螺杆齿形,其特征在于,所述四头螺杆齿形的导程是单头螺杆的四倍。
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