CN205533212U - 新型余摆线螺杆真空泵转子型线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺杆真空泵转子，特别涉及一种新型余摆线螺杆真空泵转子型线，包括型线相同旋向不同的左旋转子和右旋转子，所述的左旋转子和右旋转子的端面型线均有圆弧一ab、顶圆圆弧bc、圆弧二cd、凸外余摆线de、圆弧二共轭曲线ef、根圆圆弧fg和圆弧一共轭曲线ga七段曲线连接形成；圆弧一ab与顶圆圆弧bc相内切，圆弧一ab与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑；圆弧二cd与顶圆圆弧bc相内切，圆弧二cd与凸外余摆线de过渡平滑；凸外余摆线de与圆弧二共轭曲线ef、圆弧二共轭曲线ef与根圆圆弧fg、根圆圆弧fg与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑。本实用新型结构简单，设计合理，能够避免形成泄露区和滞留区，能够形成严格密封，有效降低了制造成本。

Description

新型余摆线螺杆真空泵转子型线

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆真空泵转子，特别涉及一种新型余摆线螺杆真空泵转子型线。

背景技术

螺杆真空泵具有结构紧凑、寿命长，无油污染的等优点，因此被广泛运用于半导体、液晶显示器等诸多行业。螺杆转子作为螺杆真空泵最关键的抽气部件，由于其加工复杂，制造成本约占整个泵总成本的一半，而加工的难易程度一部分是由转子的端面方程所决定的。

带有三段余摆线螺杆端面型线也是螺杆真空泵常用型线。目前，带有三段余摆线螺杆端面型线由三段余摆线、大小两段圆弧共五段线组成，此类端面型线，余摆线和大小两段圆弧之间无过渡平滑形式，由于余摆线为点运动轨迹线，型线上的啮合点在运行过程中很容易发生磨损，易形成泄露区和滞留区。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是：提供一种结构简单，设计合理，成本低，使用寿命长，避免产生泄露区和滞留区的新型余摆线螺杆真空泵转子型线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：包括型线相同旋向不同的左旋转子和右旋转子，所述的左旋转子和右旋转子的端面型线均有圆弧一ab、顶圆圆弧bc、圆弧二cd、凸外余摆线de、圆弧二共轭曲线ef、根圆圆弧fg和圆弧一共轭曲线ga七段曲线连接形成；

所述的圆弧一ab与顶圆圆弧bc相内切，圆弧一ab与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑；

所述的圆弧二cd与顶圆圆弧bc相内切，圆弧二cd与凸外余摆线de过渡平滑；

所述的凸外余摆线de与圆弧二共轭曲线ef、圆弧二共轭曲线ef与根圆圆弧fg、根圆圆弧fg与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑。

所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线采用过渡平滑曲线，可有效避免泄露区和滞留区，形成严格密封，有效降低了制造成本，结构简单，设计合理，降低了运行过程中的磨损，延长了部件的使用寿命。

进一步的优选，圆弧一ab为一段圆弧，左旋转子的圆弧一ab段与右旋转子的圆弧一共轭曲线ga段共轭；

所述的圆弧一ab段为半径为R₁的圆弧，圆弧一ab与半径为R_m的顶园圆弧bc相切；圆弧一ab段的直角坐标参数方程为：

x＝(R_m–R₁)+R₁*cost₁

y＝R₁*sint₁

其中，t₁为参变量；方程表示的轨迹和共轭曲线过渡平滑与a点，和顶园圆弧相切与b点。

进一步的优选，顶圆圆弧bc为一段圆弧，左旋转子的顶圆圆弧bc段与右旋转子的根圆圆弧fg段共轭。

所述的圆弧bc是以本体中心点为中心，R_m为半径的顶园圆弧，bc顶园圆弧直角坐标参数方程为：

x＝R_m*cost₂

y＝R_m*sint₂

其中，t₂为参变量；方程表示的轨迹和圆弧一相切与b点，和圆弧二相切与c点。

进一步的优选，圆弧二cd为一段圆弧，左旋转子的圆弧二cd段与右旋转子的圆弧二共轭曲线ef段共轭；

所述的圆弧二cd段为半径为R₂的圆弧，圆弧二cd与半径为R_m的顶园圆弧bc相切；圆弧二cd段的直角坐标参数方程为：

x＝(R_m–R₂)+R₂*cost₃

y＝R₂*sint₃

其中，t₃为参变量；方程表示的轨迹和顶园圆弧相切与c点，和凸外余摆线过渡平滑与d点。

进一步的优选，凸外余摆线de为一段外余摆线，左旋转子的凸外余摆线de段与右旋转子的e点共轭。

所述的de段为凸外余摆线，凸外余摆线的创成原理为：设o1为定圆，o2为动圆，o1、o2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。令o2e＝R且固结o2动圆上，当o2动圆在o1定圆周上作纯滚动时，e点(在节圆上)的运动轨迹便是凸外余摆线de段。凸外余摆线de段的直角坐标参数方程为：

x＝2R*cost₄-R*cos2t₄

y＝2R*sint₄-R*sin2t₄

其中，t₄为参变量；方程表示的轨迹和圆弧二过渡平滑与d点，和节圆相交与e点。

进一步的优选，圆弧二共轭曲线ef为一段圆弧共轭曲线，左旋转子的圆弧二共轭曲线ef段与右旋转子的圆弧二cd段共轭。

所述的ef段是以本体中心点为中心，另一转子的圆弧二共轭曲线。R为节圆半径，R_m为转子顶园半径，R₂为转子圆弧二半径。o1为定圆，o2为动圆，o1、o2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。圆弧二的圆心为n点，到o2的距离为o2n。令o2n＝R_m-R₂，圆心n点固结在o2动圆上。当o2动圆在o1圆周上作纯滚动时，圆心n点会形成一运动轨迹。将n点的运动轨迹做距离为R₂的外法向等距曲线便是ef段。

ef段直角坐标参数方程为：

$x=2{\mathrm{Rcost}}_5-(R_m-R_2)cos2t_5-R_2\frac{2(R_m-R_2)cos2t_5-2{\mathrm{Rcost}}_5}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_2\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_2)*2{\mathrm{Rcost}}_5}}$

$y=2{\mathrm{Rsint}}_5-(R_m-R_2)sin2t_5-R_2\frac{2(R_m-R_2)sin2t_5-2{\mathrm{Rsint}}_5}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_2\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_2)*2{\mathrm{Rcost}}_5}}$

其中t₅为参变量。方程表示的轨迹分别和节圆相交与e点，和根圆圆弧过渡平滑与f点。

进一步的优选，根圆圆弧fg为一段圆弧，左旋转子的根圆圆弧fg段与右旋转子的顶圆圆弧bc段共轭。

所述的圆弧fg是以本体中心点为中心，2R-R_m为半径的根圆圆弧，fg根园圆弧直角坐标参数方程为：

x＝(2R-R_m)*cost₆

y＝(2R-R_m)*sint₆

其中t₆为参变量；方程表示的轨迹分别和圆弧共轭曲线过渡平滑与f点、g点。

进一步的优选，圆弧一共轭曲线ga为一段圆弧共轭曲线，左旋转子的圆弧一共轭曲线ga段与右旋转子的圆弧一ab段共轭。

所述的ga段是以本体中心点为中心，另一转子的圆弧一共轭曲线。R为节圆半径，R_m为转子顶园半径，R₁为转子圆弧一半径。o1为定圆，o2为动圆，o1、o2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。圆弧一的圆心为m点，到o2的距离为o2m。令o2m＝R_m-R₁，圆心m点固结在o2动圆上。当o2动圆在o1圆周上作纯滚动时，圆心m点会形成一运动轨迹。将m点的运动轨迹做距离为R₁的外法向等距曲线便是ga段。

ga段直角坐标参数方程为：

$x=2{\mathrm{Rcost}}_7-(R_m-R_1)cos2t_7-R_1\frac{2(R_m-R_1)cos2t_7-2{\mathrm{Rcost}}_7}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_1\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_1)*2{\mathrm{Rcost}}_7}}$

$y=2{\mathrm{Rsint}}_7-(R_m-R_1)sin2t_7-R_1\frac{2(R_m-R_1)sin2t_7-2{\mathrm{Rsint}}_7}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_1\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_1)*2{\mathrm{Rcost}}_7}}$

其中t₇为参变量；方程表示的轨迹分别和根圆圆弧过渡平滑与g点，和圆弧一过渡平滑与a点。

本实用新型所具有的有益效果是：

本实用新型所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线的整个端面型线采用圆弧、圆弧共轭曲线和外余摆线，取消了尖点，增加与大小两段圆弧过渡平滑的圆弧一、圆弧二，采用该设计方法得到的螺杆真空泵转子型线完全共轭，两转子型线完全相同，旋向不同，可有效避免泄露区和滞留区，形成严格密封，有效降低了制造成本，加工简单，具有较强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型所述螺杆真空泵左旋转子、右旋转子端面型线的示意图；

图2为本实用新型所述螺杆真空泵型线示意图；

图3为本实用新型所述螺杆真空泵转子共轭示意图；

图4为本实用新型所述螺杆真空泵左旋转子、右旋转子的配合图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1-图4所示，本实用新型所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：包括型线相同旋向不同的左旋转子和右旋转子，所述的左旋转子和右旋转子的端面型线均有圆弧一ab、顶圆圆弧bc、圆弧二cd、凸外余摆线de、圆弧二共轭曲线ef、根圆圆弧fg和圆弧一共轭曲线ga七段曲线连接形成；

所述的圆弧一ab与顶圆圆弧bc相内切，圆弧一ab与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑；

所述的圆弧二cd与顶圆圆弧bc相内切，圆弧二cd与凸外余摆线de过渡平滑；

所述的凸外余摆线de与圆弧二共轭曲线ef、圆弧二共轭曲线ef与根圆圆弧fg、根圆圆弧fg与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑。

所述的圆弧一ab为一段圆弧，左旋转子的圆弧一ab段与右旋转子的圆弧一共轭曲线ga段共轭；

所述的圆弧一ab段为半径为R₁的圆弧，圆弧一ab与半径为R_m的顶园圆弧bc相切；圆弧一ab段的直角坐标参数方程为：

x＝(R_m–R₁)+R₁*cost₁

y＝R₁*sint₁

其中，t₁为参变量；方程表示的轨迹和共轭曲线过渡平滑与a点，和顶园圆弧相切与b点。

所述的顶圆圆弧bc为一段圆弧，左旋转子的顶圆圆弧bc段与右旋转子的根圆圆弧fg段共轭。

所述的圆弧bc是以本体中心点为中心，R_m为半径的顶园圆弧，bc顶园圆弧直角坐标参数方程为：

x＝R_m*cost₂

y＝R_m*sint₂

其中，t₂为参变量；方程表示的轨迹和圆弧一相切与b点，和圆弧二相切与c点。

所述的圆弧二cd为一段圆弧，左旋转子的圆弧二cd段与右旋转子的圆弧二共轭曲线ef段共轭；

所述的圆弧二cd段为半径为R₂的圆弧，圆弧二cd与半径为R_m的顶园圆弧bc相切；圆弧二cd段的直角坐标参数方程为：

x＝(R_m–R₂)+R₂*cost₃

y＝R₂*sint₃

其中，t₃为参变量；方程表示的轨迹和顶园圆弧相切与c点，和凸外余摆线过渡平滑与d点。

所述的凸外余摆线de为一段外余摆线，左旋转子的凸外余摆线de段与右旋转子的e点共轭。

所述的de段为凸外余摆线，凸外余摆线的创成原理为：如图3所示，设o1为定圆，o2为动圆，o1、o2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。令o2e＝R且固结o2动圆上，当o2动圆在o1定圆周上作纯滚动时，e点(在节圆上)的运动轨迹便是图2的凸外余摆线de段。凸外余摆线de段的直角坐标参数方程为：

x＝2R*cost₄-R*cos2t₄

y＝2R*sint₄-R*sin2t₄

其中，t₄为参变量；方程表示的轨迹和圆弧二过渡平滑与d点，和节圆相交与e点。

所述的圆弧二共轭曲线ef为一段圆弧共轭曲线，左旋转子的圆弧二共轭曲线ef段与右旋转子的圆弧二cd段共轭。

所述的ef段是以本体中心点为中心，另一转子的圆弧二共轭曲线。R为节圆半径，R_m为转子顶园半径，R₂为转子圆弧二半径。o1为定圆，o2为动圆，o1、o2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。圆弧二的圆心为n点，到o2的距离为o2n。令o2n＝R_m-R₂，圆心n点固结在o2动圆上。当o2动圆在o1圆周上作纯滚动时，圆心n点会形成一运动轨迹。将n点的运动轨迹做距离为R₂的外法向等距曲线便是图2的圆弧二共轭曲线ef段。

ef段直角坐标参数方程为：

$x=2{\mathrm{Rcost}}_5-(R_m-R_2)cos2t_5-R_2\frac{2(R_m-R_2)cos2t_5-2{\mathrm{Rcost}}_5}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_2\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_2)*2{\mathrm{Rcost}}_5}}$

$y=2{\mathrm{Rsint}}_5-(R_m-R_2)sin2t_5-R_2\frac{2(R_m-R_2)sin2t_5-2{\mathrm{Rsint}}_5}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_2\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_2)*2{\mathrm{Rcost}}_5}}$

其中t₅为参变量。方程表示的轨迹分别和节圆相交与e点，和根圆圆弧过渡平滑与f点。

进一步的优选，根圆圆弧fg为一段圆弧，左旋转子的根圆圆弧fg段与右旋转子的顶圆圆弧bc段共轭。

所述的圆弧fg是以本体中心点为中心，2R-R_m为半径的根圆圆弧，fg根园圆弧直角坐标参数方程为：

x＝(2R-R_m)*cost₆

y＝(2R-R_m)*sint₆

其中t₆为参变量；方程表示的轨迹分别和圆弧共轭曲线过渡平滑与f点、g点。

所述的圆弧一共轭曲线ga为一段圆弧共轭曲线，左旋转子的圆弧一共轭曲线ga段与右旋转子的圆弧一ab段共轭。

所述的ga段是以本体中心点为中心，另一转子的圆弧一共轭曲线。R为节圆半径，R_m为转子顶园半径，R₁为转子圆弧一半径。o1为定圆，o2为动圆，o1、o2的半径均为R(节圆半径)，中心距为2R。圆弧一的圆心为m点，到o2的距离为o2m。令o2m＝R_m-R₁，圆心m点固结在o2动圆上。当o2动圆在o1圆周上作纯滚动时，圆心m点会形成一运动轨迹。将m点的运动轨迹做距离为R₁的外法向等距曲线便是图2的圆弧一共轭曲线ga段。

ga段直角坐标参数方程为：

$x=2{\mathrm{Rcost}}_7-(R_m-R_1)cos2t_7-R_1\frac{2(R_m-R_1)cos2t_7-2{\mathrm{Rcost}}_7}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_1\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_1)*2{\mathrm{Rcost}}_7}}$

$y=2{\mathrm{Rsint}}_7-(R_m-R_1)sin2t_7-R_1\frac{2(R_m-R_1)sin2t_7-2{\mathrm{Rsint}}_7}{\sqrt{{\left(2\right(R_m-R_1\left)\right)}^2+{\left(2R\right)}^2-2*2(R_m-R_1)*2{\mathrm{Rcost}}_7}}$

其中t₇为参变量；方程表示的轨迹分别和根圆圆弧过渡平滑与g点，和圆弧一过渡平滑与a点。

如见图1所示，本实用新型的左旋转子和右旋转子端面型线形成共轭关系，其中左旋转子的圆弧一a1b1段和右旋转子的圆弧一共轭曲线g2a2段共轭。左旋转子的顶园圆弧b1c1段和右旋转子的根圆圆弧f2g2段共轭。左旋转子的圆弧二c1d1段和右旋转子的圆弧二共轭曲线e2f2段共轭。左旋转子的外余摆线d1e1段和右旋转子的e2点共轭。左旋转子的圆弧共轭曲线e1f1段和右旋转子的圆弧二c2d2段共轭。左旋转子的根圆圆弧f1g1和右旋转子的顶园圆弧b2c2段共轭。左旋转子的圆弧共轭曲线g1a1段和右旋转子的圆弧一a2b2段共轭。

本实用新型的左旋转子和右旋转子的端面型线形成共轭曲线，为了使进气口与排气口相隔离，在一对共轭曲线中断前，需要形成另外一对共轭曲线，所以整个螺杆长度应该大于四个螺距。左旋转子和右旋转子之间中心距取齿顶圆半径与齿根圆半径之和，同时为两倍节圆大小，即两转子节圆相当于做纯滚动。

本实用新型的左旋转子和右旋转子端面型线完全相同，旋向不同，可有效避免泄露区和滞留区，形成严格密封，有效降低了制造成本，可广泛应用于半导体、液晶显示器等诸多行业。

上述实施例仅是用来说明实用新型，而并非用作对实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变形等都将落在本实用新型专利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：包括型线相同旋向不同的左旋转子和右旋转子，所述的左旋转子和右旋转子的端面型线均有圆弧一ab、顶圆圆弧bc、圆弧二cd、凸外余摆线de、圆弧二共轭曲线ef、根圆圆弧fg和圆弧一共轭曲线ga七段曲线连接形成；

所述的圆弧一ab与顶圆圆弧bc相内切，圆弧一ab与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑；

所述的圆弧二cd与顶圆圆弧bc相内切，圆弧二cd与凸外余摆线de过渡平滑；

所述的凸外余摆线de与圆弧二共轭曲线ef、圆弧二共轭曲线ef与根圆圆弧fg、根圆圆弧fg与圆弧一共轭曲线ga过渡平滑。

2.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的圆弧一ab为一段圆弧，左旋转子的圆弧一ab段与右旋转子的圆弧一共轭曲线ga段共轭；

所述的圆弧一ab段为半径为R₁的圆弧，圆弧一ab与半径为R_m的顶园圆弧bc相切；圆弧一ab段的直角坐标参数方程为：

x＝(R_m–R₁)+R₁*cost₁

y＝R₁*sint₁

其中，t₁为参变量；方程表示的轨迹和共轭曲线过渡平滑与a点，和顶园圆弧相切与b点。

3.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的顶圆圆弧bc为一段圆弧，左旋转子的顶圆圆弧bc段与右旋转子的根圆圆弧fg段共轭。

4.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的圆弧二cd为一段圆弧，左旋转子的圆弧二cd段与右旋转子的圆弧二共轭曲线ef段共轭；

所述的圆弧二cd段为半径为R₂的圆弧，圆弧二cd与半径为R_m的顶园圆弧bc相切；圆弧二cd段的直角坐标参数方程为：

x＝(R_m–R₂)+R₂*cost₃

y＝R₂*sint₃

其中，t₃为参变量；方程表示的轨迹和顶园圆弧相切与c点，和凸外余摆线过渡平滑与d点。

5.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的凸外余摆线de为一段外余摆线，左旋转子的凸外余摆线de段与右旋转子的e点共轭。

6.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的圆弧二共轭曲线ef为一段圆弧共轭曲线，左旋转子的圆弧二共轭曲线ef段与右旋转子的圆弧二cd段共轭。

7.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的根圆圆弧fg为一段圆弧，左旋转子的根圆圆弧fg段与右旋转子的顶圆圆弧bc段共轭。

8.根据权利要求1所述的新型余摆线螺杆真空泵转子型线，其特征在于：所述的圆弧一共轭曲线ga为一段圆弧共轭曲线，左旋转子的圆弧一共轭曲线ga段与右旋转子的圆弧一ab段共轭。