[实用新型]一种双螺杆真空泵的全光滑的螺杆转子及其真空泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及干式双螺杆真空泵，特别涉及适用于干式双螺杆真空泵的一种全光滑的螺杆转子及其真空泵。

背景技术

干式双螺杆真空泵是一种容积式真空泵，是通过2个能够实现啮合的螺杆转子的同步异向双回转运动，在2个螺杆转子和泵体内腔之间形成周期性变化的工作腔容积，实现气体的吸入、增压和排出，在泵的进口处形成真空；螺杆转子是由螺杆转子端面型线沿轴向作螺旋展开生成的；因此螺杆转子端面型线的性能，及2个螺杆转子端面型线之间的共轭啮合性能直接影响双螺杆真空泵的性能；因此螺杆转子端面型线对双螺杆真空泵的密封性、效率、面积利用系数影响极大。

常用的螺杆转子端面型线为圆渐开线、摆线和圆弧的组合线型；中国申请的发明专利(申请号201310170259.6)公开了一种螺杆转子端面型线，由6段曲线组成，包括：渐开线、过渡曲线、齿顶圆弧、长摆线、齿根圆弧、过渡曲线；中国申请的发明专利(申请号201510169195.7)公开了一种螺杆转子端面型线，由6段曲线组成，包括：渐开线、过渡曲线、齿顶圆弧、长摆线、齿根圆弧、过渡曲线。

在上述螺杆转子端面型线中，是采用长摆线连接齿顶圆弧和齿根圆弧的，然而齿顶圆弧与长摆线之间为不光滑连接，存在尖点；在理论上，点与摆线能够实现正确的啮合；然而存在尖点的螺杆转子端面型线具有以下缺点：螺杆转子端面型线存在尖点导致所生成的螺杆转子存在齿面不光滑处，在齿面不光滑处容易产生应力集中、受到流体的冲刷易变形、易磨损、螺杆转子的寿命低、密封性能较差、气体泄漏较大，影响双螺杆真空泵的极限真空度和抽速。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出一种双螺杆真空泵的全光滑的螺杆转子，其螺杆转子端面型线包括7段曲线，采用相互共轭啮合的1段圆弧DE和1段摆线的等距曲线EF将齿顶圆弧CD和齿根圆弧FG光滑连接，采用圆弧GA将齿根圆弧FG和圆渐开线AB光滑连接，采用摆线的等距曲线BC将圆渐开线AB和齿顶圆弧CD光滑连接；消除了螺杆转子端面型线中的尖点，得到了全光滑的螺杆转子端面型线；2个相同的全光滑的螺杆转子端面型线在同步异向双回转运动中，一侧螺杆转子端面型线的圆弧、摆线的等距曲线，分别与另一侧螺杆转子端面型线的摆线的等距曲线、圆弧能够实现正确的啮合；由此螺杆转子端面型线所生成的螺杆转子，不但能够满足正确的啮合，而且其齿面实现全部光滑过渡；提高了螺杆转子的密封性能、强度、寿命，使得该螺杆转子能够适用于更高转速的运行工况，同时提高了双螺杆真空泵的极限真空度和抽速；所提出的螺杆转子对于提高双螺杆真空泵的性能具有重要的意义。

本实用新型提出了一种双螺杆真空泵的全光滑的螺杆转子，其螺杆转子端面型线包括7段曲线：圆渐开线AB、摆线的等距曲线BC、齿顶圆弧CD、圆弧DE、摆线的等距曲线EF、齿根圆弧FG和圆弧GA；采用相互共轭啮合1段圆弧DE和1段摆线的等距曲线EF将齿顶圆弧CD和齿根圆弧FG光滑连接，采用圆弧GA将齿根圆弧FG和圆渐开线AB光滑连接，采用摆线的等距曲线BC将圆渐开线AB和齿顶圆弧CD光滑连接；所述的组成螺杆转子端面型线的7段曲线中相邻曲线之间全部光滑连接，不存在尖点，形成全光滑的螺杆转子端面型线；左螺杆转子端面型线(301)和右螺杆转子端面型线(302)的组成曲线相同，在同步异向双回转运动中能够实现正确的啮合，左螺杆转子端面型线(301)中的圆渐开线AB、摆线的等距曲线BC、齿顶圆弧CD、圆弧DE、摆线的等距曲线EF、齿根圆弧FG、圆弧GA，分别与右螺杆转子端面型线(302)中的圆渐开线ab、圆弧ga、齿根圆弧fg、摆线的等距曲线ef、圆弧de、齿顶圆弧cd、摆线的等距曲线bc能够实现正确的啮合。

所述的一种双螺杆真空泵的全光滑的螺杆转子，其螺杆转子端面型线的特征是：

①按以下方程生成5段曲线，分别为：第一摆线(1)、第一圆渐开线(2)、第二摆线(3)、齿顶圆(4)和齿根圆(5)，各段曲线的方程如下：

第一摆线(1)的方程为：

第一圆渐开线(2)的方程为：

第二摆线(3)的方程为：

齿顶圆(4)的方程为：

齿根圆(5)的方程为：

以上：t—角度参数，rad；R₁—齿顶圆半径，mm；R₂—节圆半径，mm；R₃—齿根圆半径，mm；R_b—第一圆渐开线的基圆半径，mm；r₁—齿尖圆(6)的半径，mm；r₂—齿背圆(9)的半径，mm；