RU2127813C1 - Gear train of screw machine - Google Patents
Gear train of screw machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127813C1 RU2127813C1 RU97107141/06A RU97107141A RU2127813C1 RU 2127813 C1 RU2127813 C1 RU 2127813C1 RU 97107141/06 A RU97107141/06 A RU 97107141/06A RU 97107141 A RU97107141 A RU 97107141A RU 2127813 C1 RU2127813 C1 RU 2127813C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- driven
- tooth
- profile
- drive screw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к винтовым компрессорным и расширительным машинам, а именно к профилированию винтовых роторов (винтов). The invention relates to screw compressor and expansion machines, and in particular to the profiling of screw rotors (screws).
Известно зубчатое зацепление винтовой машины, содержащее ведущий и ведомый роторы, каждый из которых имеет профиль зуба, асимметричный относительно прямой, проходящей через вершину зуба и центр вращения винта, например, асимметричный профиль СКБ-К [1], [2]. It is known toothed gearing of a screw machine containing driving and driven rotors, each of which has a tooth profile asymmetric with respect to a straight line passing through the tooth apex and the center of rotation of the screw, for example, the SKB-K asymmetric profile [1], [2].
Профиль зуба ведущего винта представляет собой двухсторонний профиль. Задняя часть зуба представляет собой дугу окружности, центр которой лежит внутри начальной окружности винта. Передняя часть зуба представляет собой эпициклоиду, образованную точкой начальной окружности ведущего винта. The tooth profile of the drive screw is a double-sided profile. The back of the tooth is an arc of a circle whose center lies inside the initial circumference of the screw. The front of the tooth is an epicycloid formed by the point of the initial circumference of the lead screw.
Профиль зуба ведомого винта также представляет собой двухсторонний профиль. Задняя часть профиля зуба представляет собой участок, сопряженный с дугой окружности задней части профиля зуба ведущего винта. Передняя часть зуба представляет собой удлиненную эпициклоиду, образованную точкой наружной окружности винта при качении ее по начальной окружности ведомого винта. The tooth profile of the driven screw is also a double-sided profile. The posterior part of the tooth profile is a portion mated to the circular arc of the posterior tooth profile of the lead screw. The front part of the tooth is an elongated epicycloid formed by the point of the outer circumference of the screw when it rolls around the initial circumference of the driven screw.
Недостатком указанного профиля является то, что на стыках профиля с головкой и ножкой соответственно ведущего и ведомого винтов при расчете профиля фрезы, предназначенной для изготовления винта, образуются разрезы линии реза. The disadvantage of this profile is that at the junction of the profile with the head and leg of the leading and driven screws, respectively, when calculating the profile of the cutter intended for the manufacture of the screw, cuts of the cut line are formed.
В практике расчетов и задания координат режущих кромок фрез указанные разрывы на профиле фрезы соединяют отрезки произвольной формы. В результате при нарезке винтов из-за отсутствия точных, аналитически рассчитанных координат вблизи точек стыка головок и ножек с профилем происходит искажение действующего профиля зубьев винтов, т.к. координаты реально полученных точек профиля вблизи стыков отличаются от заданных. В практике изготовление винтов описанное выше допущение, применимое для проектирования инструмента, приводит к увеличения реальных профильных боковых зазоров. Необходимо также отметить, что точки вблизи стыка головок и ножек с профилем образуют наиболее длинные участки "линий контакта" между винтами, по которым происходит перетечка рабочей среды из области повышенного давления в область с низким давлением и которые в значительной степени определяют энергетическое совершенство машины. Поэтому известное зацепление имеет пониженный КПД. In the practice of calculating and setting the coordinates of the cutting edges of the cutters, the indicated gaps on the profile of the cutter connect segments of arbitrary shape. As a result, when cutting screws due to the lack of accurate, analytically calculated coordinates near the junction points of the heads and legs with the profile, the actual profile of the teeth of the screws is distorted, because the coordinates of the actually obtained profile points near the joints differ from the given ones. In practice, the manufacture of screws, the assumption described above, applicable to tool design, leads to an increase in real profile side gaps. It should also be noted that the points near the junction of the heads and legs with the profile form the longest sections of the “contact lines” between the screws, through which the working medium flows from the high-pressure region to the low-pressure region, and which largely determine the energy quality of the machine. Therefore, the known engagement has a reduced efficiency.
С целью предотвращения ухудшения КПД вследствие снижения герметичности профилей существует практика фрезерования профиля и головки ведомого винта (т. е. там, где искажение на стыке головки и профиля при фрезеровании одной фрезой наиболее существенно) раздельными фрезами, что весьма сложно технологически. In order to prevent the deterioration of efficiency due to a decrease in the tightness of the profiles, there is the practice of milling the profile and the head of the driven screw (i.e., where the distortion at the junction of the head and profile when milling with one mill is most significant) by separate milling cutters, which is very difficult technologically.
Задачей изобретения является предотвращение искажения профилей в процессе нарезки винтов, упрощение технологии изготовления путем использования для нарезки винта одной фрезы и повышение КПД. The objective of the invention is to prevent distortion profiles in the process of cutting screws, simplifying manufacturing techniques by using a single cutter for cutting screws and increasing efficiency.
Указанный технический результат достигается тем, что в зубчатом зацеплении винтовой машины с асимметричным двухсторонним профилем зубьев, контур зуба ведущего винта которого ограничен с передней стороны по эпициклоиде, образованной точкой начальной окружности ведомого винта при качении по начальной окружности ведущего вала, а с задней стороны - другой окружности, центр которой расположен внутри начальной окружности, а контур зуба ведомого винта очерчен с передней стороны по удлиненной эпициклоиде, образованной точкой наружной окружности ведущего винта при качении ее по начальной окружности ведомого винта, а с задней стороны - по контуру, сопряженному с другой окружной задней части профиля зуба ведущего винта, участки ножки зуба ведущего винта очерчены дугами окружностей, плавно сопрягающими профили ведущего винта с внутренним диаметром ведущего винта, а участки головки зуба ведомого винта очерчены дугами окружностей, плавно сопрягающими профили ведомого винта с наружным диаметром ведомого винта, величина радиусов которых выполнена у ведомого винта со стороны, очерченной по эпициклоиде, радиусом, равным 0,015 - 0,020 от наружного диаметра ведущего винта, у ведущего винта со стороны, очерченной дугой окружности, радиусом, равным 0,30 - 0,50 от наружного диаметра ведущего винта, у ведомого винта со стороны, очерченной по удлиненной эпициклоиде, радиусом, равным 0,010 - 0,015 от наружного диаметра ведущего винта, у ведомого типа со стороны, очерченной по профилю, сопряженному с окружной частью ведущего винта, радиусом, равным 0,020 - 0,040 наружного диаметра ведущего винта. The specified technical result is achieved in that in the gearing of a screw machine with an asymmetric double-sided tooth profile, the tooth contour of the driving screw of which is bounded on the front side by an epicycloid formed by the point of the initial circumference of the driven screw when rolling along the initial circumference of the driving shaft, and on the rear side is another circle, the center of which is located inside the initial circle, and the tooth contour of the driven screw is outlined on the front side along an elongated epicycloid formed by the point of the outer circumference the leading screw when rolling along the initial circumference of the driven screw, and from the rear side along the contour mating with the other circumferential rear part of the tooth profile of the driving screw, the sections of the tooth foot of the driving screw are outlined by circular arcs smoothly matching the profiles of the driving screw with the inner diameter of the driving screw and sections of the tooth head of the driven screw are outlined by circular arcs smoothly matching the profiles of the driven screw with the outer diameter of the driven screw, the radii of which are made at the driven screw from the side defined by an epicycloid, with a radius equal to 0.015-0.020 from the outer diameter of the driving screw, from the driving screw on the side defined by an arc of a circle, with a radius equal to 0.30 - 0.50 from the external diameter of the driving screw, from the driven screw from the side outlined an elongated epicycloid, with a radius of 0.010-0.015 from the outer diameter of the lead screw, of the driven type on the side outlined along the profile mating with the peripheral part of the lead screw, with a radius of 0.020-0.040 of the outer diameter of the lead screw.
На фиг. 1 представлен профиль зуба ведущего винта; на фиг. 2 профиль зуба ведомого винта. На этих чертежах приняты следующие обозначения. De1 и De2 - наружные диаметры ведущего и ведомого винтов; d1 и d2 - начальные диаметры ведущего и ведомого винтов; Di1 и Di2 - внутренние диаметры ведущего и ведомого винтов; r1, r2, r3, r4 - радиусы дуг окружностей сопряжения профиля зуба с головкой зуба ведомого винта и ножки зуба ведущего винта; h1 и h2 - высоты ножки ведущего и головки ведомого винтов.In FIG. 1 shows a tooth profile of a driving screw; in FIG. 2 tooth profile of the driven screw. In these drawings, the following notation. D e1 and D e2 are the outer diameters of the lead and driven screws; d 1 and d 2 - the initial diameters of the lead and driven screws; D i1 and D i2 - internal diameters of the lead and driven screws; r 1 , r 2 , r 3 , r 4 - the radii of the arcs of the circles of the pairing of the tooth profile with the tooth head of the driven screw and the tooth legs of the driving screw; h 1 and h 2 - the heights of the feet of the lead and the head of the driven screws.
Профили зубьев ведущего и ведомого винтов, используемые в винтовых машинах, состоят из следующих участков. The tooth profiles of the driving and driven screws used in screw machines consist of the following sections.
Ведущий винт:
Передняя часть профиля зуба (участок A1F1) представляет собой эпициклоиду, образованную точкой F2 начальной окружности ведомого винта диаметра d2 = 0,96De1 при качении ее по начальной окружности ведущего винта d1.Lead screw:
The front part of the tooth profile (plot A 1 F 1 ) is an epicycloid formed by the point F 2 of the initial circumference of the driven screw of diameter d 2 = 0.96D e1 when it rolls around the initial circumference of the driving screw d 1 .
Задняя часть профиля зуба (участок A1B1) представляет собой окружности радиуса R = 0,22 De1, центр которой лежит внутри окружности диаметром d1 = 0,64De1. Ножка зуба со стороны части профиля, очерченной по эпициклоиде (участок E1F1), представляет собой длину окружности, плавно сопрягающей профиль ведущего винта с окружностью впадин диаметром Di1, выполненную по радиусу r1 = (0,015 - 0,020)De1. Ножка зуба со стороны, очерченной по дуге окружности (участок B1C1), представляет собой дугу окружности, плавно сопрягающую профиль ведущего винта с окружностью впадин диаметра Di1, выполненную по радиусу r2 = (0,030 - 0,050)De1.The rear part of the tooth profile (section A 1 B 1 ) is a circle of radius R = 0.22 D e1 , the center of which lies inside a circle with a diameter of d 1 = 0.64D e1 . The tooth leg from the side of the profile part outlined along the epicycloid (section E 1 F 1 ) is the circumference smoothly matching the profile of the driving screw with the circumference of the cavities with a diameter D i1 , made along the radius r 1 = (0.015 - 0.020) D e1 . The tooth leg on the side outlined in an arc of a circle (section B 1 C 1 ) is a circular arc that smoothly matches the profile of the driving screw with the circumference of the valleys of diameter D i1 , made along the radius r 2 = (0,030 - 0,050) D e1 .
Ведомый винт:
Передняя часть профиля зуба (участок A2F2) представляет собой удлиненную эпициклоиду, образованную точкой A1 наружной окружности ведущего винта диаметра De1 при качении ее по окружности ведущего винта диаметра d2 = 0,96De1.Driven screw:
The front part of the tooth profile (plot A 2 F 2 ) is an elongated epicycloid formed by point A 1 of the outer circumference of the driving screw of diameter D e1 when it rolls around the circumference of the driving screw of diameter d 2 = 0.96D e1 .
Задняя часть профиля зуба (участок A2B2) представляет собой участок профиля, сопряженный с дугой окружности задней части профиля зуба ведущего винта.The back of the tooth profile (section A 2 B 2 ) is a section of the profile conjugated to the circular arc of the back of the tooth profile of the lead screw.
Головка со стороны части профиля зуба, очерченной по удлиненной эпициклоиде (участок E2F2), представляет собой дугу окружности, плавно сопрягающую профиль ведомого винта с окружностью выступов диаметра De2, выполненную по радиусу r3 = (0,010 - 0,015)De1.The head on the side of the part of the tooth profile, drawn along an elongated epicycloid (section E 2 F 2 ), is a circular arc that smoothly mates the profile of the driven screw with a circle of protrusions of diameter D e2 , made along the radius r 3 = (0.010 - 0.015) D e1 .
Головка зуба со стороны части профиля, очерченной по кривой, сопряженной с дугой окружности задней части ведущего винта (участок B2C2), представляет собой дугу окружности, плавно сопрягающую профиль ведомого винта с окружностью выступов диаметра De2, выполненную по радиусу r4 = (0,020 oC 0,010) De1.The tooth head from the side of the profile part, drawn along a curve conjugated with the circular arc of the rear of the drive screw (section B 2 C 2 ), is a circular arc that smoothly matches the profile of the driven screw with the circle of the protrusions of diameter D e2 , made in radius r 4 = (0.020 ° C 0.010) D e1 .
Термин "плавное сопряжение" использованный выше, предполагает, что на линии перехода от профиля зуба к ножке или к головке нет разрыва производной. Из этого определения вытекает правило нахождения центра окружности с радиусами r1, r2, r3, r4. Этот центр находится на пересечении, например, окружности с радиусом Di1 + r1 и линии p-q, которая проведена эквидистантно эпициклоиде A1F1 на расстоянии r1 (фиг. 1).The term "smooth conjugation" used above, assumes that there is no rupture of the derivative on the line of transition from the tooth profile to the leg or to the head. From this definition follows the rule of finding the center of a circle with radii r 1 , r 2 , r 3 , r 4 . This center is located at the intersection of, for example, a circle with a radius D i1 + r 1 and a line pq, which is drawn equidistantly to the epicycloid A 1 F 1 at a distance r 1 (Fig. 1).
При работе винтовой машины, например винтового расширителя, происходит сопряжение профилей ведущего и ведомого винтов с заданным технологическим зазором. Этот зазор для реально выполненной машины может отличаться от рассчитанного главным образом вследствие наличия разрыва линии резания в режущих кромках фрез. During the operation of a screw machine, for example a screw expander, the profiles of the leading and driven screws are paired with a given technological gap. This gap for a real machine can differ from the calculated one mainly due to the break in the cutting line at the cutting edges of the milling cutters.
Соотношение суммарных нормальных боковых зазора между профилями ведущего и ведомого винтов, полученных в процессе изготовления винтов, с известным асимметричным профилем СКБ-К и с предлагаемым представлено в таблице. The ratio of the total normal lateral clearance between the profiles of the lead and driven screws obtained in the manufacturing process of the screws with the well-known asymmetric profile SKB-K and with the proposed one is presented in the table.
Из таблицы следует, что полученный суммарный боковой зазор между профилями в известном асимметричном профиле СКБ-К выше, чем заданный в проектно-конструкторской документации для его изготовления, в то время как в предлагаемом профиле полученный суммарный боковой зазор лежит в пределах заданного. From the table it follows that the resulting total lateral gap between the profiles in the well-known asymmetric profile SKB-K is higher than that specified in the design documentation for its manufacture, while in the proposed profile, the resulting total lateral gap lies within the specified one.
Источники информации
1. Амосов П.Е. и др. Винтовые компрессорные машины. Справочник, Л.: Машиностроение, 1977.Sources of information
1. Amosov P.E. and other screw compressor machines. Handbook, L .: Engineering, 1977.
2. А.С N 1401158, МКИ F 04 C 18/16. 2. A.C. N 1401158, MKI F 04 C 18/16.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97107141/06A RU2127813C1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Gear train of screw machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97107141/06A RU2127813C1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Gear train of screw machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2127813C1 true RU2127813C1 (en) | 1999-03-20 |
| RU97107141A RU97107141A (en) | 1999-04-10 |
Family
ID=20192549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97107141/06A RU2127813C1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Gear train of screw machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2127813C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607833C2 (en) * | 2011-09-08 | 2017-01-20 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Downhole motors and pumps with asymmetric helical teeth |
-
1997
- 1997-04-29 RU RU97107141/06A patent/RU2127813C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607833C2 (en) * | 2011-09-08 | 2017-01-20 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Downhole motors and pumps with asymmetric helical teeth |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0174081A2 (en) | Screw rotor compressor or expander | |
| JP4936888B2 (en) | Gear teeth and external gear pump | |
| CN105813785B (en) | Bit replacing formula rotary cutting tool | |
| NL8200460A (en) | SCREW ROTOR MACHINE, AND ROTOR PROFILE FOR IT. | |
| CA2482988A1 (en) | Gear tooth profile | |
| RU2127813C1 (en) | Gear train of screw machine | |
| US4028026A (en) | Screw compressor with involute profiled teeth | |
| GB513102A (en) | Improved manufacture of gears | |
| CN106536933A (en) | Rotor pair for compressor block of screw machine | |
| CN1970208A (en) | Double revolution surface quadric enveloping worm gear pairs and its production method | |
| SE9604618L (en) | Pairs of cooperating screw rotors, screw rotor and screw rotor machine equipped with such screw rotors | |
| AU633191B2 (en) | Process for producing face hobbed bevel gears with toe relief | |
| TW418287B (en) | Conjugate screw rotor proflie | |
| SU1441077A1 (en) | Screw-type rotors | |
| US7163387B2 (en) | Meshing helical rotors | |
| CN207971474U (en) | A kind of high intensity Dual positioning rose cutter | |
| SU1733696A1 (en) | Engagement of screw machine with asymmetrical profiled teeth of drive and driven rotors | |
| JP2913111B2 (en) | Screw rotor | |
| AU2003257923B2 (en) | Conjugate screw rotor profile | |
| SU1642072A1 (en) | Rotary machine | |
| RU2037664C1 (en) | Method of profiling the tooth face of the drive rotor of the screw compressor | |
| GB2418455A (en) | Rack cutting male and female screw rotors | |
| SU946833A1 (en) | Hob | |
| SU361545A1 (en) | LIBRARY I | |
| JPH11226690A (en) | Combination of form rolling tool, and form rolling tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050430 |