[发明专利]一种螺杆压缩机的转子端面齿型及其设计方法

说明书

一种螺杆压缩机的转子端面齿型及其设计方法，属于压缩机技术领域。包括相互啮合的阳转子端面齿型和阴转子端面齿型，特点：所述阴转子端面齿型由多段阴转子单齿齿形首尾依次连接构成，所述阳转子端面齿型由多段阳转子单齿齿形首尾依次连接构成，所述的阴转子单齿齿形和阳转子单齿齿形均由十段曲线顺次连接而成，所述阴转子单齿齿形包括九段圆弧与一段椭圆弧，所述阳转子单齿齿形包括五段圆弧、四段圆弧包络线和一段椭圆包络线。优点：计算与分析工作量小，极其有利于转子的选型设计与整机理论分析。

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种螺杆压缩机的转子端面齿型及其设计方法。

背景技术

随着螺杆压缩机技术水平的不断进展，加工能力的不断提升，螺杆压缩机性能的进一步提升越来越依靠转子齿型的个性化设计，来适应不同的运行工况，这就要求能根据运行工况对转子齿型进行快速而有效的选型与设计。螺杆压缩机的数学模拟基础是转子几何特性分析，包括实际齿型设计、容积流量及其变化率计算、接触线及泄露三角形形状分析、吸排气孔口面积计算等，上述计算与分析基本可基于单根转子(阴转子或阳转子)的齿型方程推导获得。目前，螺杆压缩机应用于空气动力与制冷空调领域，单根转子齿型除了包括型式简单的圆弧、椭圆弧或直线段外，还包括相应的共轭曲线(如圆弧包络线、椭圆弧包络线与摆线)，这些共轭曲线型式复杂，微积分困难，即使采用了计算机模拟，在选型设计阶段也存在耗时多与资源占用多的缺点。

例如中国实用新型专利授权公告号CN206439190U公开了一种“喷油双螺杆压缩机转子的齿形”，采用的齿型均由圆弧、椭圆、圆弧包络线及椭圆弧包络线组成，通过采用较大的齿深半径实现大的面积利用系数。又例如美国发明专利US5947713公开了“一对共同工作的螺旋转子、一个螺旋转子和一旋转的螺旋机构”，采用的齿型均由圆弧与圆弧包络线组成，通过在阴转子上驱动面与非驱动面各设计一段圆心在节圆上的过渡圆弧，便于油膜形成及测量。这两份公开专利所述的曲线组成均为圆弧或椭圆弧或其对应的共轭曲线，可有效地实现齿型曲线光滑过渡，并达到平稳啮合。但是，上述结构无法解决以下问题：阴转子或阳转子均包含圆弧包络线或椭圆弧包络线，使得齿型的设计计算、转子的几何特性分析计算工作量大，不利于选型设计及后续的整机理论分析。

鉴于上述已有技术，有必要对现有螺杆压缩机的转子齿型结构加以合理的改进。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的首要任务是要提供一种螺杆压缩机的转子端面齿型，采用该齿型的阴转子均由圆弧与椭圆弧组成，计算与分析工作量小，极其有利于转子的选型设计与整机理论分析。

本发明的另一任务在于提供一种螺杆压缩机的转子端面齿型的设计方法，该方法简单，耗时少。