[发明专利]一种双螺杆真空泵光滑转子型线及其设计方法

说明书

本发明涉及一种双螺杆真空泵光滑转子型线及其设计方法。该双螺杆真空泵光滑转子端面型线由首尾依次连接的类圆弧共轭线a1b1、类圆弧b1c1、齿顶圆弧c1d1、类抛物线d1e1、类抛物线共轭线e1f1以及齿根圆弧f1a1组成。本发明所生成的转子光滑无尖点，所述转子型线生成的一对啮合转子在轴向剖面和端面上型线均完全共轭且光滑，啮合性能良好，泄露面积小，能够达到很低的极限真空；同时光滑的转子型线为转子刀具的设计提供了极大的便利，降低了转子的加工成本。

技术领域

本发明属于机械工程设计领域，具体是涉及一种双螺杆真空泵光滑转子型线及其设计方法。

背景技术

双螺杆干式真空泵具有单级压比高、输送介质平稳、压力脉动小、机械振动小、结构简单紧凑、效率高、工作可靠及寿命长等特点，广泛应用于核科学、电子器械、食品工业、石油化工和医药制造等领域。

转子型线作为双螺杆干式真空泵的核心技术，决定了真空泵的抽速和极限真空等性能，是双螺杆真空泵设计和优化的关键技术，而目前已公开的双螺杆真空泵型线中较多的存在的问题有：

1、转子型线不能完全共轭，一对转子的啮合性能差，泄露面积大，不能达到很低的极限真空。

2、转子型线不光滑，真空泵转子在加工、安装和运行过程中，尖点易磨损，降低啮合性能。同时，由于型线不光滑，转子加工刀具的设计难度大大增加。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双螺杆真空泵光滑转子型线。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种双螺杆真空泵光滑转子型线，该双螺杆真空泵光滑转子端面型线由首尾依次连接的类圆弧共轭线a1b1、类圆弧b1c1、齿顶圆弧c1d1、类抛物线d1e1、类抛物线共轭线e1f1以及齿根圆弧f1a1组成；

所述类圆弧b1c1在转子轴向剖面上为一段圆弧BC，所述圆弧BC经坐标变换得到转子端面型线中所述类圆弧b1c1，所述类圆弧b1c1分别与齿顶圆弧c1d1和类圆弧共轭线a1b1相切；

所述类圆弧b1c1的坐标方程由以下公式得到：

其中，x_b1c1为类圆弧b1c1的X坐标，y_b1c1为类圆弧b1c1的Y坐标，z_BC为所述圆弧BC的Z坐标，y_BC为所述圆弧BC的Y坐标，T为转子导程；

所述类圆弧共轭线a1b1由所述类圆弧b1c1的共轭包络线经坐标变换得到，所述类圆弧共轭线a1b1分别与齿根圆弧f1a1和类圆弧b1c1相切；

所述类圆弧共轭线a1b1的坐标方程由以下公式得到：

其中，x_a1b1为类圆弧共轭线a1b1的X坐标，y_a1b1为类圆弧共轭线a1b1的Y坐标，φ₁为转子型线位置参数且为中间参量，A表示中心距即为齿顶圆弧c1d1和齿根圆弧f1a1半径之和，t₁表示类圆弧共轭线a1b1相对圆心旋转的角度；由上述方程消去φ₁，得到x_a1b1和y_a1b1关于参量t₁的坐标方程，由此得到类圆弧共轭线a1b1坐标方程；

所述类抛物线d1e1在转子轴向剖面上为一段抛物线DE，该抛物线DE经坐标变换得到转子端面型线中所述类抛物线d1e1，所述类抛物线d1e1分别与齿顶圆弧c1d1和类抛物线共轭线e1f1相切；

所述类抛物线d1e1的坐标方程由以下公式得到：