[发明专利]一种基于偏心圆渐开线的全光滑螺杆转子

说明书

本发明公开了一种基于偏心圆渐开线的全光滑螺杆转子，螺杆转子由一对平行装配且相互啮合的螺杆转子组成；两个螺杆转子端面型线的形状和组成曲线完全相同，分别由6段曲线组成，相邻两段曲线之间完全光滑连接，两个螺杆转子的端面型线上的对应曲线完全啮合；由此螺杆转子的端面型线生成的两个螺杆转子，侧面分别由6个齿面组成，相邻齿面之间完全光滑连接，不存在应力集中区域，两个螺杆转子的对应齿面完全啮合；所提出的一种基于偏心圆渐开线的全光滑螺杆转子，具有连续且较短的空间接触线，相邻两个工作腔之间不存在泄漏通道，通过空间接触线的泄漏较小，进而改善了双螺杆真空泵的密封性能，提高了双螺杆真空泵的极限真空度。

技术领域

本发明涉及双螺杆真空泵，特别涉及适用于双螺杆真空泵的一种基于偏心圆渐开线的全光滑螺杆转子。

背景技术

双螺杆真空泵是一种回转式流体机械，具有结构简单、运行平稳、清洁无油、适应多种工况的优点，在半导体、化工、电子、核能、食品、医药领域应用广泛；双螺杆真空泵的关键技术是平行装配、相互啮合的两个螺杆转子，工作时通过两个螺杆转子的同步异向双回转运动，实现泵内被抽气体的吸气、压缩和排气过程；螺杆转子的结构，尤其是端面型线的结构，直接影响双螺杆真空泵的抽气量、级间密封和极限真空度。

目前常用的单头凹齿面双螺杆真空泵，两个螺杆转子满足啮合和传动规律且互为共轭，其端面型线由4段曲线组成，分别为：齿根圆弧、齿顶圆弧、摆线、圆渐开线，其中齿根圆弧、齿顶圆弧的圆心和圆渐开线的基圆圆心重合，该螺杆转子的端面型线存在不参与啮合的部分，且螺杆转子的空间接触线不连续，工作时存在明显的泄漏通道；对螺杆转子的研究，很多是在此型线的基础上进行修正和改进：专利CN202926637提出了一种干式真空泵转子型线，由5段曲线组成，在齿根圆弧与圆渐开线连接的位置，添加了一段摆线进行修正；专利CN103233894提出了一种螺杆转子型线，由6段曲线组成，在齿顶圆弧与圆渐开线和齿根圆弧与渐开线相连的位置，分别添加了一段圆弧和圆弧的包络线进行修正。

以上专利所提出的螺杆转子的端面型线，都是通过在端面型线上的圆渐开线与齿根圆弧或齿顶圆弧的连接处分别添加修正曲线，改善螺杆转子空间接触线不连续、相邻工作腔间存在泄漏的问题；但添加修正曲线会导致螺杆转子端面型线的组成曲线更加复杂，影响螺杆转子的加工和装配精度，同时修正后的螺杆转子仍然有较长的空间接触线，相邻工作腔通过空间接触线的泄漏改善不明显。

发明内容

为了解决现有单头凹齿面双螺杆真空泵存在泄漏的问题，为了解决现有型线修正引起的端面型线的组成曲线更加复杂的问题，为了丰富双螺杆真空泵转子的种类，本发明提出了一种基于偏心圆渐开线的全光滑螺杆转子：包括左螺杆转子(501)和右螺杆转子(502)，两个螺杆 转子的端面型线的形状和组成曲线完全相同；左螺杆转子(501)的左端面型线(201)由5段曲线组成：第一连接曲线AB，第一连接曲线的共轭曲线BC、第一齿顶圆弧CD、第一修正圆弧DE、第一变形摆线EF、第一齿根圆弧FA，相邻组成曲线之间完全光滑连接；右螺杆转子(502)的右端面型线(202)由5段曲线组成：第二连接曲线ac、第二连接曲线的共轭曲线bc、第二齿顶圆弧cd、第二修正圆弧de、第二变形摆线ef、第二齿根圆弧fa，相邻组成曲线之间也完全光滑连接；由端面型线螺旋展开生成的螺杆转子，侧面上相邻齿面之间完全光滑连接，左螺杆转子(501)和右螺杆转子(502)能够在同步异向双回转运动中完全啮合；消除了螺杆转子的应力集中区域，改善螺杆转子的力学性能，两个螺杆转子有连续且较短的空间接触线，消除了泄漏通道，有利于减小相邻工作腔之间通过空间接触线的泄漏，提高螺杆转子的极限真空度和抽气量。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：