[发明专利]一种单螺杆压缩机啮合副的包络齿型面

说明书

技术领域

本发明涉及机械零部件的结构，特别是涉及一种单螺杆压缩机啮合副的齿型面结构。

背景技术

压缩机广泛应用于铁路、轮船、矿山、建筑、化工、纺织、冶金机械、军工仪表、舰艇等行业。单螺杆压缩机与往复式活寒压缩机、双螺杆压缩机相比，具有结构简单、运转可靠、体积小、重量轻、噪音低等优点。

国外能生产单螺杆空压机的有法、日、英、美、荷兰等十余家公司，近年来我国一些厂家也开始生产单螺杆压缩机，但其性能指标普遍不及进口产品。特别是在使用同样材料的情况下，而日本星轮寿命是我国的2倍左右。目前，普遍认为这是由单螺杆压缩机啮合副的加工精度造成的差异。据中国压缩机协会的不完全统计，2005年国内整个单螺杆产品年产量约3000～4000台，而双螺杆压缩机的年销售量(国外公司的主机占70％以上)已达到80000～100000台之多。上海的台湾复盛公司是一家国际型压缩机制造公司，现在一直以高价钱从日本三井公司购买单螺杆压缩机的主机配备其辅机系统后供应国内外市场。因此，单螺杆压缩机在国内有巨大的发展空间。但星轮齿磨损快，使用寿命短的问题成了国内二十多年来始终难以逾越的障碍。

单螺杆压缩机的核心部件是由螺杆、星轮构成的啮合副(图1)，它的加工是单螺杆压缩机零件加工中难度最大的地方。而啮合副的型线对加工方法和加工难度影响很大。国外已公开的单螺杆压缩机型线有直线包络和圆柱包络两种。国内曾有人提出二次包络类型的型线，但均由于加工问题尚未实现。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种连续啮合的星轮齿面和对应的齿槽型面，可实现整个星轮齿侧面能与螺杆齿槽面啮合，且星轮齿面的啮合区域是连续的一个整体。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种单螺杆压缩机啮合副的包络齿型面，包括星轮齿的侧面和螺杆齿槽的侧面，其螺杆齿槽侧面是星轮齿侧面的包络面，其特征在于：啮合副的星轮齿侧面与螺杆齿槽侧面的啮合区域为连续啮合曲面，星轮齿侧面由连续啮合曲面和非连续啮合曲面两种曲面组成，其连续啮合曲面拓展至整个星轮齿侧面大部分，非连续啮合曲面只占据整个星轮齿侧面的小部分；其中，连续啮合曲面至少一个，除连续啮合曲面之外的表面则是非连续啮合曲面；在齿根位置，连续啮合曲面宽度缩小为零；啮合过程中，星轮齿侧面与螺杆齿槽侧面的接触线在所有连续啮合曲面内移动；其中，与星轮齿垂直的平面γ和星轮齿侧面的连续啮合曲面相交形成交线，该交线在所述星轮齿垂直的平面内的切线的特点为：从该交线的上端点至下端点，切线与平行于星轮上、下表面的水平面λ的夹角是单调变化的；从该交线的上端点至下端点，其曲率是逐渐变化的。

上述方案中，所述从该交线的上端点至下端点，切线与平行于星轮上、下表面的水平面λ的夹角的取值范围在按下式确定的范围[α_min，α_max]之内：

α=atan(Pa-Py2cosφsw-Px2sinφswy2-Pz2sinφsw)]]>