[發(fā)明專利]一種雙螺桿真空泵轉子型線及其設計方法

有效

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• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102979731A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 郭蓓;張健;耿茂飛;牛瑞
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04C29/00
• 分類號: F04C29/00;F04C18/16;F04C25/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術領域

本發(fā)明屬于機械工程設計領域，特別涉及一種雙螺桿真空泵轉子型線及其設計方法。

背景技術

干式真空泵由于在工作過程當中無任何的液態(tài)工作介質和密封介質，在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的應用。例如在半導體制造中無返流的真空抽取，在石化行業(yè)中可凝性蒸汽或腐蝕氣體的抽取。它繼承了螺桿機械強制輸氣、結構緊湊、可靠性高、壽命長、動力平衡性能好、多相混輸?shù)忍攸c，并具有較低并且平穩(wěn)的功耗以及對冷卻水的無污染性，成為真空泵研究和制造的熱點。

雙螺桿真空泵中的核心部件就是一對相嚙合的旋向相反的轉子，轉子型線的設計直接影響到泵的性能，轉子型線研究既是雙螺桿真空泵熱動力性能研究的基礎，也是優(yōu)化型線設計、提高整機性能的關鍵。作為商業(yè)機密，實際可用的螺桿型線在國外的文獻中報道很少。

傳統(tǒng)的螺桿真空泵分為兩種，一般都要求兩轉子型線相同，以利于加工：

1.矩形齒和梯形齒

這種雙螺桿真空泵的顯著特點為軸向截面是矩形或梯形。此種真空泵不滿足嚙合條件，且徑向有較大的透孔，氣密性較差。

2.擺線-阿基米德螺線齒

這種雙螺桿真空泵由點嚙合擺線、齒根圓弧、阿基米德螺線（或稱漸開線）和齒頂圓弧組成。其氣密性相比矩形齒和梯形齒有了很大的改善。通過調整阿基米德螺線段參數(shù)，可以使陰陽轉子的阿基米德螺線互相接觸，但不滿足嚙合定理，且轉子徑向同樣存在透孔。

新型線的設計希望滿足：1）陰陽兩轉子完全滿足嚙合定理，嚙合線封閉、接觸線連續(xù)；2）兩轉子型線組成相同，以降低加工成本

3）透孔面積小。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙螺桿真空泵轉子型線及其設計方法，采用該設計方法得到的雙螺桿真空泵轉子型線完全共軛、且兩轉子型線組成相同，透孔面積小。這種型線具有較好的氣密性，且所構成的型面加工簡單，加工成本低。

該雙螺桿真空泵轉子型線由首尾依次連接的點嚙合擺線（ab）、點嚙合外擺線（bc）、齒根圓弧（cd）、類阿基米德螺線（de）、類阿基米德螺線的共軛包絡線（ef）以及齒頂圓弧（fa）組成，陰轉子的型線與陽轉子的型線相同。連接齒頂圓弧（fa）和齒根圓弧（cd）的曲線為兩段，分別為類阿基米德螺線和此段類阿基米德螺線的共軛包絡線。通過此設計可使雙螺桿真空泵的兩轉子型線相同，有效的降低加工成本。

所述類阿基米德螺線（de）的直角坐標參數(shù)方程為：

xde=-(α×f(t)+β)×sin(t)yde=(α×f(t)+β)×cos(t)]]>