CN210397092U - 一种分段式变截面螺杆转子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分段式变截面螺杆转子，左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)分段式布置，且能够实现正确的啮合；螺杆转子的螺距分段式连续变化，截面型线分段式连续变化，但各截面型线都是由五段首尾相连的曲线组成，且类型不变；从第一轴向位置Ⅰ‑Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ‑Ⅸ，两螺杆转子的截面型线的面积利用系数逐渐增大，形成的工作腔容积逐渐增大，中心距保持不变；在吸气侧两螺杆转子齿宽较小，在排气侧两螺杆转子齿宽较大，具有良好的级间密封性能；所提出的分段式变截面螺杆转子在相同轴向长度下具有较大的抽速、极限真空度和内容积比，其适用范围和领域更广。
Description
技术领域
本实用新型涉及双螺杆真空泵，特别涉及一种适用于双螺杆真空泵的分段式变截面螺杆转子。
背景技术
双螺杆真空泵是一种干式无油真空泵，具有结构紧凑、运行平稳、适用范围广特点，被广泛于半导体、化工、食品和医药领域。双螺杆真空泵的核心元件是一对相互啮合的螺杆转子，螺杆转子的特性决定了双螺杆真空泵的性能。在同步齿轮的带动下，螺杆转子在泵腔内做异向回转运动，从而完成气体的吸入、增压和排出的过程，达到抽取真空的目的。螺杆转子的齿宽、螺距变化方式和面积利用率，直接决定了双螺杆真空泵的抽速、内容积比和极限真空度。
中国专利，公布号CN105971877A，公开了一种锥形螺杆转子及其双螺杆真空泵；其特点是：双螺杆真空泵的两螺杆转子是分段式的，工作腔容积逐渐变化，但是在吸气侧齿宽过大，面积利用率不够大，吸气量不够大，在排气侧齿宽过小，级间密封性能不够高；由此导致双螺杆真空泵的抽速降低、内容积比不够高，极限真空度降低。
发明内容
为了最大限度地提高双螺杆真空泵的抽速、内容积比和极限真空度，本实用新型提出一种分段式变截面螺杆转子，包括左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)；从第一轴向位置Ⅰ-I到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，两螺杆转子分段式布置，各截面型线连续变化，面积利用系数逐渐增大，但各截面型线都是由五段首尾相连的曲线组成，且类型相同；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，两螺杆转子形成的工作腔容积逐渐增大，并且在吸气侧形成最大的工作腔容积；两螺杆转子在吸气侧齿宽较小，在排气侧齿宽较大，具有良好的级间密封性能；所提出的一种分段式变截面螺杆转子，对于扩大双螺杆真空泵的适用范围和领域以及提高双螺杆真空泵的工作性能具有重要的意义。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种分段式变截面螺杆转子，包括：左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋螺杆转子(100)分段式布置：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ为左旋等螺距段(101)，从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ为左旋锥形段(102)，从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为左旋变螺距段(103)；右旋螺杆转子(200)分段式布置：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ为右旋等螺距段 (201)，从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ为右旋锥形段(202)，从第七轴向位置Ⅶ -Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为右旋变螺距段(203)；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋螺杆转子(100)各截面型线连续变化，面积利用系数逐渐增大，但各截面型线都是由五段曲线首尾相连组成，且类型相同；左旋等螺距段(101)齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为等螺距；左旋锥形段(102)呈线性锥形，齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为变螺距且螺距逐渐增大；左旋变螺距段(103)齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为变螺距且螺距逐渐增大；左旋等螺距段(101)和左旋变螺距段(103)之间采用左旋锥形段(102)过渡，在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处左旋等螺距段(101)与左旋锥形段(102)的截面型线相同；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处左旋锥形段(102)与左旋变螺距段(103)的截面型线相同；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，右旋螺杆转子(200)和左旋螺杆转子(100)中心距保持不变，能够实现正确的啮合，并且形成的工作腔容积逐渐增大。
一种分段式变截面螺杆转子，从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，螺旋展开角τ由0至8π连续变化；在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处，螺旋展开角τ＝0；在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处，螺旋展开角τ＝4π；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处，螺旋展开角τ＝6π；在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处，螺旋展开角τ＝8π；随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋螺杆转子(100)的螺距P(τ)的变化规律为：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋等螺距段(101)的螺距P(τ)保持不变，且满足：
式中，L1为左旋等螺距段(101)的转子长度；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋变螺距段(103)的螺距P(τ)逐渐增大，且满足：
式中，α为左旋变螺距段(103)的变螺距系数；L3为左旋变螺距段(103)的转子长度；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋锥形段(102)的螺距P(τ)逐渐增大，且满足：
式中，L2为左旋锥形段(102)的转子长度；
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋螺杆转子(100)的轴向长度Z(τ)的变化规律为：
在同一轴向位置处，右旋螺杆转子(200)的螺距p(τ)和左旋螺杆转子(100)的螺距P(τ) 相等，螺旋方向相反。
一种分段式变截面螺杆转子，左旋螺杆转子(100)的左旋截面型线(1001)由左旋齿顶圆弧AB、左旋圆渐开线BC、左旋第一摆线CD、左旋齿根圆弧DE和左旋第二摆线EA组成；随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋截面型线(1001)的左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)的变化规律为：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)保持不变，且满足：
R1(τ)＝R1a，0≤τ＜4π
式中，R1a为左旋齿顶圆弧AB在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处的初始半径；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)保持不变，且满足：
R1(τ)＝R1c，6π≤τ≤8π
式中，R1c为左旋齿顶圆弧AB在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处的初始半径；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)随着轴向长度 Z(τ)线性增大，且满足：
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋齿根圆弧DE的半径R3(τ)的变化规律为：
R3(τ)＝m-R1(τ)，0≤τ≤8π
式中，m为左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)的中心距；
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)的变化规律为：
从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大， R4(τ)的一阶导数的绝对值逐渐增大，且满足：
式中，R4a为左旋圆渐开线BC在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处的初始基圆半径；R4b为左旋圆渐开线BC在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处的初始基圆半径；k1为左旋等螺距段(101)的变基圆系数；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大， R4(τ)的一阶导数的绝对值逐渐减小，且满足：
式中，R4c为左旋圆渐开线BC在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处的初始基圆半径；R4d为左旋圆渐开线BC在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处的初始基圆半径；k2为左旋变螺距段(103)的变基圆系数；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大， R4(τ)的一阶导数的绝对值不变，且满足：
一种分段式变截面螺杆转子，右旋螺杆转子(200)的右旋截面型线(2001)由右旋齿顶圆弧ab、右旋圆渐开线bc、右旋第一摆线cd、右旋齿根圆弧de和右旋第二摆线ea组成；在同一轴向位置处，右旋齿顶圆弧ab的半径r1(τ)和左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)相等，右旋截面型线(2001)的节圆半径r2和左旋截面型线(1001)的节圆半径R2相等，且满足：r2+R2＝m，右旋齿根圆弧de的半径r3(τ)和左旋齿根圆弧DE的半径R3(τ)相等，右旋圆渐开线bc的基圆半径r4(τ)和左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)相等。
一种分段式变截面螺杆转子，在同一轴向位置处，右旋截面型线(2001)的右旋齿顶圆弧 ab、右旋圆渐开线bc、右旋第一摆线cd、右旋齿根圆弧de和右旋第二摆线ea依次与左旋截面型线(1001)的左旋齿根圆弧DE、左旋圆渐开线BC、左旋齿顶圆弧AB的上端点B、左旋齿顶圆弧AB和左旋齿顶圆弧AB的下端点A能够实现正确的啮合。
本实用新型的有益效果为：
①所提出的一种分段式变截面螺杆转子，从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，两螺杆转子分段式布置，各截面型线连续变化，面积利用系数逐渐增大，形成的工作腔容积逐渐增大，能够最大限度的提高双螺杆真空泵的内容积比，拓宽了双螺杆真空泵的应用范围和领域。
②在吸气侧级间压差较小，两螺杆转子齿宽较小，在排气侧级间压差较大，两螺杆转子齿宽较大，具有良好的级间密封性能，提高了双螺杆真空泵的极限真空度；两螺杆转子在吸气侧形成较大的工作腔容积，具有较大的进气量，增大了双螺杆真空泵的抽速。
③两螺杆转子螺距分段变化，连续过渡，并且由分段转子长度决定了螺距变化方式，有利于螺杆转子的设计与加工，两螺杆转子中心距不变，中心线平行布置，便于安装和定位。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1为左旋螺杆转子(100)的左旋截面型线(1001)组成曲线图。
图2为右旋螺杆转子(200)的右旋截面型线(2001)组成曲线图。
图3为左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合关系图。
图4为工作时左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)啮合图。
图5为工作时左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)啮合剖面图。
图6为在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图7为在第二轴向位置II-II处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图8为在第三轴向位置Ⅲ-Ⅲ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图9为在第四轴向位置Ⅳ-Ⅳ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图10为在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图11为在第六轴向位置Ⅵ-Ⅵ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图12为在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图13为在第八轴向位置Ⅷ-Ⅷ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图14为在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。
图中：τ—螺旋转角；R1(τ)—左旋齿顶圆弧AB的半径；R2—左旋截面型线(1001)的节圆半径；R3(τ)—左旋齿根圆弧DE的半径；R4(τ)—左旋圆渐开线BC的基圆半径；r1(τ)—右旋齿顶圆弧ab的半径；r2—右旋截面型线(2001)的节圆半径；r3(τ)—右旋齿根圆弧de的半径； r4(τ)—右旋圆渐开线bc的基圆半径；m—左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)的中心距；L1—左旋等螺距段(101)的转子长度；L2—左旋锥形段(102)的转子长度；L3—左旋变螺距段(103)的转子长度；点O1、O2—分别为左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200) 的截面型线的回转中心点，所在的轴线分别为两个螺杆转子的回转中心线。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，为左旋螺杆转子(100)的左旋截面型线(1001)组成曲线图。左旋螺杆转子(100)的左旋截面型线(1001)由左旋齿顶圆弧AB、左旋圆渐开线BC、左旋第一摆线CD、左旋齿根圆弧DE和左旋第二摆线EA组成。
如图2所示，为右旋螺杆转子(200)的右旋截面型线(2001)组成曲线图。右旋螺杆转子(200)的右旋截面型线(2001)由右旋齿顶圆弧ab、右旋圆渐开线bc、右旋第一摆线cd、右旋齿根圆弧de和右旋第二摆线ea组成。
在同一轴向位置处，右旋齿顶圆弧ab的半径r1(τ)和左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)相等，右旋截面型线(2001)的节圆半径r2和左旋截面型线(1001)的节圆半径R2相等，且满足： r2+R2＝m，右旋齿根圆弧de的半径r3(τ)和左旋齿根圆弧DE的半径R3(τ)相等，右旋圆渐开线 bc的基圆半径r4(τ)和左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)相等。
如图3所示，为左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合关系图。在同一轴向位置处，右旋截面型线(2001)的右旋齿顶圆弧ab、右旋圆渐开线bc、右旋第一摆线cd、右旋齿根圆弧de和右旋第二摆线ea依次与左旋截面型线(1001)的左旋齿根圆弧DE、左旋圆渐开线BC、左旋齿顶圆弧AB的上端点B、左旋齿顶圆弧AB和左旋齿顶圆弧AB的下端点A 能够实现正确的啮合。
如图4所示，为工作时左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)啮合图；如图5所示，为工作时左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)啮合剖面图。从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，螺旋展开角τ由0至8π连续变化；在第一轴向位置Ⅰ-I处，螺旋展开角τ＝0；在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处，螺旋展开角τ＝4π；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处，螺旋展开角τ＝6π；在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处，螺旋展开角τ＝8π。第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ为螺杆转子排气侧，第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为螺杆转子吸气侧。
从第一轴向位置Ⅰ-I到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋螺杆转子(100)分段式布置：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ为左旋等螺距段(101)，从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ为左旋锥形段(102)，从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为左旋变螺距段(103)；右旋螺杆转子(200)分段式布置：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ为右旋等螺距段 (201)，从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ为右旋锥形段(202)，从第七轴向位置Ⅶ -Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为右旋变螺距段(203)。
从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋螺杆转子(100)各截面型线连续变化，面积利用系数逐渐增大，但各截面型线都是由五段曲线首尾相连组成，且类型相同；左旋等螺距段(101)齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为等螺距；左旋锥形段(102)呈线性锥形，齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为变螺距且螺距逐渐增大；左旋变螺距段(103)齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为变螺距且螺距逐渐增大；左旋等螺距段(101)和左旋变螺距段(103) 之间采用左旋锥形段(102)过渡，在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处左旋等螺距段(101)与左旋锥形段 (102)的截面型线相同；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处左旋锥形段(102)与左旋变螺距段(103) 的截面型线相同；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，右旋螺杆转子(200)和左旋螺杆转子(100)中心距保持不变，能够实现正确的啮合，并且形成的工作腔容积逐渐增大。
在同一轴向位置处，左旋螺杆转子(100)的螺距P(τ)和右旋螺杆转子(200)的螺距p(τ) 相等，螺旋方向相反。从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，螺旋展开角τ由0至8π连续变化；在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处，螺旋展开角τ＝0；在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处，螺旋展开角τ＝4π；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处，螺旋展开角τ＝6π；在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处，螺旋展开角τ＝8π；随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋螺杆转子(100)的螺距P(τ)的变化规律为：从第一轴向位置Ⅰ -Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋等螺距段(101)的螺距P(τ)保持不变，且满足：
式中，L1为左旋等螺距段(101)的转子长度；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋变螺距段(103)的螺距P(τ)逐渐增大，且满足：
式中，α为左旋变螺距段(103)的变螺距系数；L3为左旋变螺距段(103)的转子长度；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋锥形段(102)的螺距P(τ)逐渐增大，且满足：
式中，L2为左旋锥形段(102)的转子长度；
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋螺杆转子(100)的轴向长度Z(τ)的变化规律为：
在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处左旋等螺距段(101)的螺距与左旋锥形段(102)的螺距相等，在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处左旋锥形段(102)的螺距与左旋变螺距段(103)的螺距相等。
如图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14所示，分别为在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第二轴向位置II-II处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第三轴向位置Ⅲ-Ⅲ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第四轴向位置Ⅳ-Ⅳ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第六轴向位置Ⅵ-Ⅵ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图、在第八轴向位置Ⅷ-Ⅷ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图和在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处左旋截面型线(1001)和右旋截面型线(2001)啮合图。随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋截面型线(1001)的左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)的变化规律为：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)保持不变，且满足：
R1(τ)＝R1a，0≤τ＜4π
式中，R1a为左旋齿顶圆弧AB在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处的初始半径；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)保持不变，且满足：
R1(τ)＝R1c，6π≤τ≤8π
式中，R1c为左旋齿顶圆弧AB在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处的初始半径；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)随着轴向长度 z(τ)线性增大，且满足：
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋齿根圆弧DE的半径R3(τ)的变化规律为：
R3(τ)＝m-R1(τ)，0≤τ≤8π
式中，m为左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)的中心距；
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)的变化规律为：
从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大， R4(τ)的一阶导数的绝对值逐渐增大，且满足：
式中，R4a为左旋圆渐开线BC在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处的初始基圆半径；R4b为左旋圆渐开线BC在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处的初始基圆半径；k1为左旋等螺距段(101)的变基圆系数；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大， R4(τ)的一阶导数的绝对值逐渐减小，且满足：
式中，R4c为左旋圆渐开线BC在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处的初始基圆半径；R4d为左旋圆渐开线BC在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处的初始基圆半径；k2为左旋变螺距段(103)的变基圆系数；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大， R4(τ)的一阶导数的绝对值不变，且满足：
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种分段式变截面螺杆转子，包括：左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)；其特征是：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋螺杆转子(100)分段式布置：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ为左旋等螺距段(101)，从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ为左旋锥形段(102)，从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为左旋变螺距段(103)；右旋螺杆转子(200)分段式布置：从第一轴向位置Ⅰ-I到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ为右旋等螺距段(201)，从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ为右旋锥形段(202)，从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ为右旋变螺距段(203)；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋螺杆转子(100)各截面型线连续变化，面积利用系数逐渐增大，但各截面型线都是由五段曲线首尾相连组成，且类型相同；左旋等螺距段(101)齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为等螺距；左旋锥形段(102)呈线性锥形，齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为变螺距且螺距逐渐增大；左旋变螺距段(103)齿顶宽度逐渐减小，螺距变化方式为变螺距且螺距逐渐增大；左旋等螺距段(101)和左旋变螺距段(103)之间采用左旋锥形段(102)过渡，在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处左旋等螺距段(101)与左旋锥形段(102)的截面型线相同；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处左旋锥形段(102)与左旋变螺距段(103)的截面型线相同；从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，右旋螺杆转子(200)和左旋螺杆转子(100)中心距保持不变，能够实现正确的啮合，并且形成的工作腔容积逐渐增大。
2.如权利要求1所述的一种分段式变截面螺杆转子，其特征是：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，螺旋展开角τ由0至8π连续变化；在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处，螺旋展开角τ＝0；在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处，螺旋展开角τ＝4π；在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处，螺旋展开角τ＝6π；在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处，螺旋展开角τ＝8π；随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋螺杆转子(100)的螺距P(τ)的变化规律为：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋等螺距段(101)的螺距P(τ)保持不变，且满足：
式中，L1为左旋等螺距段(101)的转子长度；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋变螺距段(103)的螺距P(τ)逐渐增大，且满足：
式中，α为左旋变螺距段(103)的变螺距系数；L3为左旋变螺距段(103)的转子长度；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋锥形段(102)的螺距P(τ)逐渐增大，且满足：
式中，L2为左旋锥形段(102)的转子长度；
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋螺杆转子(100)的轴向长度Z(τ)的变化规律为：
在同一轴向位置处，右旋螺杆转子(200)的螺距p(τ)和左旋螺杆转子(100)的螺距P(τ)相等，螺旋方向相反。
3.如权利要求1所述的一种分段式变截面螺杆转子，其特征是：左旋螺杆转子(100)的左旋截面型线(1001)由左旋齿顶圆弧AB、左旋圆渐开线BC、左旋第一摆线CD、左旋齿根圆弧DE和左旋第二摆线EA组成；随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋截面型线(1001)的左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)的变化规律为：从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)保持不变，且满足：
R1(τ)＝R1a，0≤τ＜4π
式中，R1a为左旋齿顶圆弧AB在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处的初始半径；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)保持不变，且满足：
R1(τ)＝R1c，6π＜τ＜8π
式中，R1c为左旋齿顶圆弧AB在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处的初始半径；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)随着轴向长度Z(τ)线性增大，且满足：
4π≤τ＜6π
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋齿根圆弧DE的半径R3(τ)的变化规律为：
R3(τ)＝m-R1(τ)，0≤τ≤8π
式中，m为左旋螺杆转子(100)和右旋螺杆转子(200)的中心距；
随着螺旋展开角τ由0至8π，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)的变化规律为：
从第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ到第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大，R4(τ)的一阶导数的绝对值逐渐增大，且满足：
式中，R4a为左旋圆渐开线BC在第一轴向位置Ⅰ-Ⅰ处的初始基圆半径；R4b为左旋圆渐开线BC在第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ处的初始基圆半径；k1为左旋等螺距段(101)的变基圆系数；
从第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ到第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大，R4(τ)的一阶导数的绝对值逐渐减小，且满足：
式中，R4c为左旋圆渐开线BC在第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ处的初始基圆半径；R4d为左旋圆渐开线BC在第九轴向位置Ⅸ-Ⅸ处的初始基圆半径；k2为左旋变螺距段(103)的变基圆系数；
从第五轴向位置Ⅴ-Ⅴ到第七轴向位置Ⅶ-Ⅶ，左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)逐渐变大，R4(τ)的一阶导数的绝对值不变，且满足：
4.如权利要求1所述的一种分段式变截面螺杆转子，其特征是：右旋螺杆转子(200)的右旋截面型线(2001)由右旋齿顶圆弧ab、右旋圆渐开线bc、右旋第一摆线cd、右旋齿根圆弧de和右旋第二摆线ea组成；在同一轴向位置处，右旋齿顶圆弧ab的半径r1(τ)和左旋齿顶圆弧AB的半径R1(τ)相等，右旋截面型线(2001)的节圆半径r2和左旋截面型线(1001)的节圆半径R2相等，且满足：r2+R2＝m，右旋齿根圆弧de的半径r3(τ)和左旋齿根圆弧DE的半径R3(τ)相等，右旋圆渐开线bc的基圆半径r4(τ)和左旋圆渐开线BC的基圆半径R4(τ)相等。
5.如权利要求1所述的一种分段式变截面螺杆转子，其特征是：在同一轴向位置处，右旋截面型线(2001)的右旋齿顶圆弧ab、右旋圆渐开线bc、右旋第一摆线cd、右旋齿根圆弧de和右旋第二摆线ea依次与左旋截面型线(1001)的左旋齿根圆弧DE、左旋圆渐开线BC、左旋齿顶圆弧AB的上端点B、左旋齿顶圆弧AB和左旋齿顶圆弧AB的下端点A能够实现正确的啮合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921180535.6U CN210397092U (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种分段式变截面螺杆转子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921180535.6U CN210397092U (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种分段式变截面螺杆转子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210397092U true CN210397092U (zh) | 2020-04-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201921180535.6U Active CN210397092U (zh) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | 一种分段式变截面螺杆转子 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN210397092U (zh) |
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2019
- 2019-07-25 CN CN201921180535.6U patent/CN210397092U/zh active Active
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