[發明專利]一種雙螺桿真空泵光滑轉子型線及其設計方法

有效

• 申請號: 201910051620.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN110005609B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 耿茂飛;王樂;毛京兵;邢志勝;張成彥
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: F04C18/16
• 分類號: F04C18/16;F04C25/02;F04C29/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;鄭琍玉

本發明涉及一種雙螺桿真空泵光滑轉子型線及其設計方法。該雙螺桿真空泵光滑轉子端面型線由首尾依次連接的類圓弧共軛線a1b1、類圓弧b1c1、齒頂圓弧c1d1、類拋物線d1e1、類拋物線共軛線e1f1以及齒根圓弧f1a1組成。本發明所生成的轉子光滑無尖點，所述轉子型線生成的一對嚙合轉子在軸向剖面和端面上型線均完全共軛且光滑，嚙合性能良好，泄露面積小，能夠達到很低的極限真空；同時光滑的轉子型線為轉子刀具的設計提供了極大的便利，降低了轉子的加工成本。

技術領域

本發明屬于機械工程設計領域，具體是涉及一種雙螺桿真空泵光滑轉子型線及其設計方法。

背景技術

雙螺桿干式真空泵具有單級壓比高、輸送介質平穩、壓力脈動小、機械振動小、結構簡單緊湊、效率高、工作可靠及壽命長等特點，廣泛應用于核科學、電子器械、食品工業、石油化工和醫藥制造等領域。

轉子型線作為雙螺桿干式真空泵的核心技術，決定了真空泵的抽速和極限真空等性能，是雙螺桿真空泵設計和優化的關鍵技術，而目前已公開的雙螺桿真空泵型線中較多的存在的問題有：

1、轉子型線不能完全共軛，一對轉子的嚙合性能差，泄露面積大，不能達到很低的極限真空。

2、轉子型線不光滑，真空泵轉子在加工、安裝和運行過程中，尖點易磨損，降低嚙合性能。同時，由于型線不光滑，轉子加工刀具的設計難度大大增加。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種雙螺桿真空泵光滑轉子型線。

為了實現本發明的目的，本發明采用了以下技術方案：

一種雙螺桿真空泵光滑轉子型線，該雙螺桿真空泵光滑轉子端面型線由首尾依次連接的類圓弧共軛線a1b1、類圓弧b1c1、齒頂圓弧c1d1、類拋物線d1e1、類拋物線共軛線e1f1以及齒根圓弧f1a1組成；

所述類圓弧b1c1在轉子軸向剖面上為一段圓弧BC，所述圓弧BC經坐標變換得到轉子端面型線中所述類圓弧b1c1，所述類圓弧b1c1分別與齒頂圓弧c1d1和類圓弧共軛線a1b1相切；

所述類圓弧b1c1的坐標方程由以下公式得到：

其中，x_b1c1為類圓弧b1c1的X坐標，y_b1c1為類圓弧b1c1的Y坐標，z_BC為所述圓弧BC的Z坐標，y_BC為所述圓弧BC的Y坐標，T為轉子導程；

所述類圓弧共軛線a1b1由所述類圓弧b1c1的共軛包絡線經坐標變換得到，所述類圓弧共軛線a1b1分別與齒根圓弧f1a1和類圓弧b1c1相切；

所述類圓弧共軛線a1b1的坐標方程由以下公式得到：

其中，x_a1b1為類圓弧共軛線a1b1的X坐標，y_a1b1為類圓弧共軛線a1b1的Y坐標，φ₁為轉子型線位置參數且為中間參量，A表示中心距即為齒頂圓弧c1d1和齒根圓弧f1a1半徑之和，t₁表示類圓弧共軛線a1b1相對圓心旋轉的角度；由上述方程消去φ₁，得到x_a1b1和y_a1b1關于參量t₁的坐標方程，由此得到類圓弧共軛線a1b1坐標方程；

所述類拋物線d1e1在轉子軸向剖面上為一段拋物線DE，該拋物線DE經坐標變換得到轉子端面型線中所述類拋物線d1e1，所述類拋物線d1e1分別與齒頂圓弧c1d1和類拋物線共軛線e1f1相切；

所述類拋物線d1e1的坐標方程由以下公式得到：