專(zhuān)利名稱(chēng)：一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子新齒型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在壓縮機(jī)腔體內(nèi)共軛嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子端面齒型，特別涉及一對(duì)螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子端面齒型。
二.技術(shù)背景現(xiàn)有的螺桿壓縮機(jī)，一般由一對(duì)螺旋形轉(zhuǎn)子在包容它們的壓縮機(jī)腔體內(nèi)相互嚙合，一個(gè)為陽(yáng)轉(zhuǎn)子，另一個(gè)為陰轉(zhuǎn)子，形成吸氣、壓縮和排氣的循環(huán)工作過(guò)程。螺桿轉(zhuǎn)子端面齒型一般由多段組成齒曲線首尾連接而成，常用的組成曲線主要有點(diǎn)、直線、擺線、圓弧、橢圓、漸開(kāi)線及拋物線等。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在吸取國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有螺桿壓縮機(jī)齒型優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研制出一種新型螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒型，使轉(zhuǎn)子接觸線短，泄漏三角形小，過(guò)流面積大。同時(shí)，這種新型螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒型的各段組成齒曲線之間光滑連接，轉(zhuǎn)子型線呈流線型，不僅可以減小氣體動(dòng)力損失，降低噪音，效率高，功耗低，具有優(yōu)良的壓縮機(jī)熱力學(xué)性能；而且便于采用成型銑刀和滾刀加工，延長(zhǎng)刀具的壽命，也便于采用磨削加工，具有良好的機(jī)加工性能。
本發(fā)明的組成齒曲線有下面幾種方案(一)螺桿端面齒型只由三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的齒曲線組成；(二)除包含三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的四段齒曲線外，又可以在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒頂加上齒頂圓弧，在陰轉(zhuǎn)子齒根加上齒根圓?。?三)除包含三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的四段齒曲線外，又可以在陰轉(zhuǎn)子齒頂加上齒頂圓弧，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒根加上齒根圓?。?四)除包含三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的四段齒曲線外，又可以在陽(yáng)轉(zhuǎn)子、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒頂和齒根同時(shí)加上齒頂圓弧和齒根圓弧。以陽(yáng)轉(zhuǎn)子半徑R1的不同尺寸構(gòu)成螺桿壓縮機(jī)的陽(yáng)轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的齒型系列，相鄰的兩段組成齒曲線在連接點(diǎn)處具有公切線。
本發(fā)明包含的四段組成齒曲線在陰轉(zhuǎn)子(F)和陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上的組成如下陰轉(zhuǎn)子(F)端面的四段齒曲線組成a2b2段橢圓弧，為傳力面齒型，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，中心在節(jié)圓Fj內(nèi)的O5點(diǎn)上，長(zhǎng)半軸為O5a2，短半軸為O5b2的四分之一橢圓形成。
b2c2段圓弧，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，中心在兩節(jié)圓Fj、Mj的交點(diǎn)p上，半徑為(R1-R1j)的圓弧形成。
c2d2段圓弧包絡(luò)線，為密封面齒型，是當(dāng)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)節(jié)圓Mj沿陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓Fj作純滾動(dòng)時(shí)，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上的圓心在O1O2連線上O4點(diǎn)、半徑為R4的圓弧運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的包絡(luò)線。
d2a2段圓弧，為密封面齒型，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，圓心為O3點(diǎn)，半徑為R3的圓弧形成。
陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)端面的四段齒曲線組成a1b1段橢圓包絡(luò)線，為傳力面齒型，當(dāng)陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓Fj沿陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)節(jié)圓Mj作純滾動(dòng)時(shí)，由陰轉(zhuǎn)子(F)上的四分之一橢圓a2b2運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的包絡(luò)線。
b1c1段圓弧，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上，圓心在p點(diǎn)，半徑為(R1-R1j)的圓弧形成。
c1d1段圓弧，為密封面齒型，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上，圓心在O4點(diǎn)，半徑為R4的圓弧形成。
d1a1段圓弧包絡(luò)線，為密封面齒型，陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓Fj沿陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)節(jié)圓Mj作純滾動(dòng)時(shí)，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，圓心在O3點(diǎn)，半徑為R3的圓弧運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的包絡(luò)線。
陰轉(zhuǎn)子(F)的c2d2段與d2a2段的連接點(diǎn)d2點(diǎn)處，兩曲線有公切線。d2點(diǎn)在陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓(Fj)內(nèi)，距節(jié)圓(Fj)的距離為0～0.15R1，在0～0.06R1之間為最優(yōu)。
陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)的c1d1段與d1a1段的連接點(diǎn)d1點(diǎn)上，兩曲線有公切線。c1d1段的半徑R4為0～0.2R1，在0～0.08R1之間為最優(yōu)。
陰轉(zhuǎn)子(F)與陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上的圓弧b2c2段與b1c1段的半徑(R1-R1j)滿(mǎn)足如下條件(R1-R1j)/R2＝0.25～0.60，在0.35～0.55之間為最優(yōu)。
兩轉(zhuǎn)子的a2、b2、c2、a1、b1、c1點(diǎn)處，相鄰兩曲線光滑過(guò)渡，具有公切線。
陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)的外徑為R1。
陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)和(i1+i2)大于7，齒數(shù)差不大于2，這里i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。
齒型可為單邊不對(duì)稱(chēng)和雙邊不對(duì)稱(chēng)型。當(dāng)齒型是單邊不對(duì)稱(chēng)時(shí)，陰轉(zhuǎn)子(F)的半徑R2等于陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓(Fj)的半徑R2j。當(dāng)齒型是雙邊不對(duì)稱(chēng)時(shí)，陰轉(zhuǎn)子(F)的半徑R2滿(mǎn)足R2-R2j＝0～0.15R1，在R2-R2j＝0～0.08R1時(shí)最優(yōu)。
在陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)的半徑R1及陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)i1、i2確定后，根據(jù)條件A＝R1j+R2j，R2-R2j＝0～0.15R1，(R1-R1j)/R2＝0.25～0.60，R1j/R2j＝陽(yáng)陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)比，可以確定陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的中心距A。
四.


下面附圖對(duì)方案(一)的齒型創(chuàng)生過(guò)程作詳細(xì)的說(shuō)明圖1是螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子單邊不對(duì)稱(chēng)齒型示例，陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比為5∶6。
圖2是螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子雙邊不對(duì)稱(chēng)齒型示例，陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比為5∶6。
五.
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1、圖2所示的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒型，陰轉(zhuǎn)子(F)的型線由a2b2、b2c2、c2d2、d2a2四段組成，陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)的型線由a1b1、b1c1、c1d1、d1a1四段組成。
首先確定壓縮機(jī)系列尺寸R1。然后確定陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。然后根據(jù)條件A＝R1j+R2j，R2-R2j＝0～0.15R1，(R1-R1j)/R2＝0.25～0.60，R1j/R2j＝陽(yáng)陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)比，可以確定陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子節(jié)圓(Fj)、(Mj)的半徑R2j、R1j，兩轉(zhuǎn)子的中心距A，陰轉(zhuǎn)子(F)的半徑R2。
以節(jié)圓交點(diǎn)P為圓心，以(R1-R1j)為半徑作出陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線段b2c2、b1c1。
若給出陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上c1d1段的半徑R4為0～0.2R1中的一個(gè)數(shù)值，圓心O4在O1O2連線上，以R4為半徑，可作出與b1c1段相切的圓弧c1d1，由c1d1可作出陰轉(zhuǎn)子上的圓弧包絡(luò)線c2d2，因d2點(diǎn)距離節(jié)圓(Fj)為0～0.15R1中的一個(gè)數(shù)，所以d2點(diǎn)的位置可被確定。
由陰轉(zhuǎn)子上d2a2段與c2d2段在d2點(diǎn)相切，及d2a2段與陰轉(zhuǎn)子齒頂圓在a2點(diǎn)相切的條件，可以確定d2a2的圓心的位置O3點(diǎn)，半徑R3，位置角φO3，則可作出d2a2段。
根據(jù)陰轉(zhuǎn)子的d2a2段，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上可以作出圓弧包絡(luò)線d1a1段。
根據(jù)陰轉(zhuǎn)子(F)的齒數(shù)，可以確定陰轉(zhuǎn)子的一個(gè)齒槽單元的圓心角(φO3+φO5)，從而在陰轉(zhuǎn)子(F)上確定直線O2O5a2的位置，從P點(diǎn)作直線O2O5a2的垂直線Pb2O5，與b2c2交于b2點(diǎn)，與直線O2O5a2交于O5點(diǎn)，這樣以O(shè)5點(diǎn)為中心，以O(shè)5a2、O5b2為半軸，可作出四分之一橢圓段a2b2。
根據(jù)陰轉(zhuǎn)子(F)上a2b2段，可在陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上作出橢圓包絡(luò)線a1b1段。
這樣，螺桿壓縮機(jī)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的端面齒型就完全作出了。
當(dāng)按照方案(二)實(shí)施時(shí)，可以在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R1、圓心角為α1的齒頂圓弧，在陰轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R1)、圓心角為α2的齒根圓弧，其中，α1α2=i2i1,]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。此時(shí)螺桿端面齒型由五段齒曲線組成。
當(dāng)按照方案(三)實(shí)施時(shí)，可以在陰轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R2、圓心角為β2的齒頂圓弧，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R2)、圓心角為β1的齒根圓弧，其中，β1β2=i2i1,]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。此時(shí)螺桿端面齒型由五段齒曲線組成。
當(dāng)按照方案(四)實(shí)施時(shí)，可以在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R1、圓心角為α1的齒頂端面圓弧，在陰轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R1)、圓心角為α2的齒根圓弧，其中，α1α2=i2i1,]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)；在陰轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R2、圓心角為β2的齒頂圓弧，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R2)、圓心角為β1的齒根圓弧，其中，β1β2=i2i1,]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。此時(shí)螺桿端面齒型由六段齒曲線組成。
所要說(shuō)明的是以上所述附圖和說(shuō)明，僅為本發(fā)明常用的比較理想的實(shí)施示例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于螺桿端面齒型包含三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的齒曲線，相鄰的兩段齒曲線在連接點(diǎn)處具有公切線。當(dāng)端面齒型只由三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的齒曲線組成時(shí)，其組成如下(1)陰轉(zhuǎn)子(F)的型線組成a2b2段橢圓弧，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，中心在節(jié)圓Fj內(nèi)的O5點(diǎn)上，長(zhǎng)半軸為O5a2，短半軸為O5b2的四分之一橢圓形成。b2c2段圓弧，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，中心在兩節(jié)圓Fj、Mj的交點(diǎn)p上，半徑為(R1-R1j)的圓弧形成。c2d2段圓弧包絡(luò)線，是當(dāng)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)節(jié)圓Mj沿陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓Fj作純滾動(dòng)時(shí)，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上的圓心在O1O2連線上O4點(diǎn)、半徑為R4的圓弧運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的包絡(luò)線。d2a2段圓弧，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，圓心為O3點(diǎn)，半徑為R3的圓弧形成。(2)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)的型線組成a1b1段橢圓包絡(luò)線，當(dāng)陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓Fj沿陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)節(jié)圓Mj作純滾動(dòng)時(shí)，由陰轉(zhuǎn)子(F)上的四分之一橢圓a2b2運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的包絡(luò)線。b1c1段圓弧，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上，圓心在p點(diǎn)，半徑為(R1-R1j)的圓弧形成。c1d1段圓弧，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上，圓心在O4點(diǎn)，半徑為R4的圓弧形成。d1a1段圓弧包絡(luò)線，陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓Fj沿陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)節(jié)圓Mj作純滾動(dòng)時(shí)，由在陰轉(zhuǎn)子(F)上，圓心在O3點(diǎn)，半徑為R3的圓弧運(yùn)動(dòng)所形成軌跡的包絡(luò)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于又可以在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R1、圓心角為α1的齒頂圓弧，在陰轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R1)、圓心角為α2的齒根圓弧，其中，α1α2=i2i1,]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。此時(shí)螺桿轉(zhuǎn)子的組成齒曲線為五段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于又可以在陰轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R2、圓心角為β2的齒頂圓弧，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R2)、圓心角為β1的齒根圓弧，其中，β1β2=i2i1,]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。此時(shí)螺桿轉(zhuǎn)子的組成齒曲線為五段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于又可以在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R1、圓心角為α1的齒頂端面圓弧，在陰轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R1)、圓心角為α2的齒根圓弧，其中，α1α2=i2i1;]]>在陰轉(zhuǎn)子齒頂加上半徑為R2、圓心角為β2的齒頂圓弧，在陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒根加上半徑為(A-R2)、圓心角為β1的齒根圓弧，其中，β1β2=i2i1.]]>i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。此時(shí)螺桿轉(zhuǎn)子的組成齒曲線為六段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于在陰轉(zhuǎn)子(F)上的兩相鄰的組成齒曲線的連接點(diǎn)處，均光滑過(guò)渡，不存在尖點(diǎn)，即具有公切線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒型，其特征在于陰轉(zhuǎn)子(F)上b2c2段與陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上b1c1段的半徑(R1-R1j)滿(mǎn)足(R1-R1j)/R2＝0.25～0.60，特別是在(R1-R1j)/R2＝0.35～0.55時(shí)性能最好。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于陰轉(zhuǎn)子(F)節(jié)圓(Fj)內(nèi)的d2點(diǎn)距離陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓(Fj)的距離為0～0.15R1，在0～0.06R1時(shí)最好；陽(yáng)轉(zhuǎn)子(M)上c1d1段的半徑R4＝0～0.2R1，特別是在R4＝0～0.08R1時(shí)性能最好。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)和(i1+i2)大于7，齒數(shù)差不大于2，i1、i2為陽(yáng)、陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型，其特征在于齒型可為單邊不對(duì)稱(chēng)和雙邊不對(duì)稱(chēng)型。當(dāng)齒型是單邊不對(duì)稱(chēng)時(shí)，陰轉(zhuǎn)子(F)的半徑R2等于陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓(Fj)的半徑R2j。當(dāng)齒型是雙邊不對(duì)稱(chēng)時(shí)，陰轉(zhuǎn)子(F)的半徑R2滿(mǎn)足R2-R2j＝0～0.15R1，在R2-R2j＝0～0.08R1時(shí)最優(yōu)。
全文摘要
一種螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子新齒型，涉及陽(yáng)轉(zhuǎn)子和與其相嚙合的陰轉(zhuǎn)子，它們互相嚙合作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮輸送氣體，轉(zhuǎn)子端面齒型由各種性質(zhì)的型線和參數(shù)構(gòu)成。本發(fā)明的技術(shù)特征是螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子端面齒型包含三段圓弧性質(zhì)、一段橢圓性質(zhì)的齒曲線，又可以在轉(zhuǎn)子的齒頂和齒根加上齒頂圓弧和齒根圓弧，形成四種不同的組合方案；相鄰兩段組成齒曲線在連接點(diǎn)處光滑過(guò)渡，轉(zhuǎn)子接觸線短，泄漏三角形小，過(guò)流面積大，呈流線型，氣動(dòng)阻力小，具有優(yōu)良的壓縮機(jī)熱力學(xué)性能；便于采用成型銑刀和滾刀加工，延長(zhǎng)刀具的壽命，也便于采用磨削加工，具有良好的機(jī)加工性能。
文檔編號(hào)F04C29/00GK1676935SQ200410071579
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者李汗強(qiáng), 肖文偉 申請(qǐng)人:李汗強(qiáng), 肖文偉