[发明专利]一种全啮合变壁厚涡旋真空泵

权利要求书

1.一种全啮合变壁厚涡旋真空泵，包括静涡旋(I)、动涡旋(II)、防自转机构(9)、机架(10)、曲轴(11)和电机(12)，其特征是：静涡旋(I)包括静涡旋齿(1)、静涡旋齿槽(2)、排气口(3)、吸气口(4)和静涡旋盘(5)，静涡旋齿(1)包括内侧型线(101)和外侧型线(102)，静涡旋齿槽(2)是由静涡旋齿(1)的内侧型线(101)和外侧型线(102)形成的，吸气口(4)在静涡旋齿槽(2)的外圈末端位置；动涡旋(II)包括动涡旋齿(6)和动涡旋盘(7)，动涡旋齿(6)包括内侧啮合型线(601)和外侧啮合型线(602)；

在公转中心O，静涡旋(I)的回转中心O₁和动涡旋(II)的回转中心O₂重合，静涡旋齿(1)的内侧型线(101)和动涡旋齿(6)外侧啮合型线(602)是相互啮合的，静涡旋齿(1)的外侧型线(102)和动涡旋齿(6)内侧啮合型线(601)是相互啮合的；动涡旋齿(6)与静涡旋齿(1)相互啮合的型线是法向等距关系，且相互啮合的型线之间存在一条各点处连续光滑的涡旋中线(8)；将涡旋中线(8)分别向两侧法向等距回转半径的一半R_or/2后得到各点处连续光滑的内侧型线(101)、外侧型线(102)、内侧啮合型线(601)和外侧啮合型线(602)；在工作过程中，动涡旋齿(6)的内侧啮合型线(601)与静涡旋齿(1)的外侧型线(102)、动涡旋齿(6)的外侧啮合型线(602)与静涡旋齿(1)的内侧型线(101)都能全部参与啮合；

涡旋中线(8)包括右侧中线ea₁b₁c₁d₁和左侧中线ea₂b₂c₂d₂；右侧中线ea₁b₁c₁d₁由第一连接圆弧ea₁、第一内圈圆渐开线a₁b₁、第一高阶连续曲线b₁c₁和第一外圈圆渐开线c₁d₁组成；左侧中线ea₂b₂c₂d₂由第二连接圆弧ea₂、第二内圈圆渐开线a₂b₂，第二高阶连续曲线b₂c₂和第二外圈圆渐开线c₂d₂组成；在涡旋中线(8)中心处的第一连接圆弧ea₁的半径R_m1和第二连接圆弧ea₂的半径R_m2不相等，且第一连接圆弧ea₁和第二连接圆弧ea₂的连接点e不通过公转中心O，即第一连接圆弧ea₁和第二连接圆弧ea₂关于公转中心O不对称；

涡旋中线(8)各段曲线的方程如下：

第一内圈圆渐开线a₁b₁与第二内圈圆渐开线a₂b₂的方程为

式中，“+”表示第一内圈圆渐开线a₁b₁，“-”表示第二内圈圆渐开线a₂b₂，且两条曲线的相位相差180°；

第一高阶连续曲线b₁c₁与第二高阶连续曲线b₂c₂的方程为

式中，“+”表示第一高阶连续曲线，“-”表示第二高阶连续曲线，且两条曲线的相位相差180°；

其中

第一外圈圆渐开线c₁d₁与第二外圈圆渐开线c₂d₂的方程为

式中，“+”表示第一外圈圆渐开线，“-”表示第二外圈圆渐开线，且两条曲线的相位相差180°；

第一连接圆弧ea₁的方程为

第二连接圆弧ea₂的方程为

式中：t—角度变化参数，rad；R_b—基圆半径，mm；R_g(t)—高阶连续曲线的基圆半径，mm；R_t(t)—高阶连续曲线的曲率半径，mm；(x_O3，y_O3)—第一连接圆弧ea₁的圆心点O₃的坐标，mm；(x_O4，y_O4)—第二连接圆弧ea₂的圆心点O₄的坐标，mm；m₀、m₁、m₂、m₃—常数；

动涡旋齿(6)的外侧啮合型线(602)的最外圈和静涡旋齿(1)的内侧型线(101)的最外圈形成的吸气腔容积S_s1，与动涡旋齿(6)的内侧啮合型线(601)的最外圈和静涡旋齿(1)的外侧型线(102)的最外圈形成的吸气腔容积S_s2不相等，且S_s1＞S_s2；静涡旋齿(1)在中心处的壁厚t₁和动涡旋齿(6)在中心处的壁厚t₂不相等，且t₂＞t₁；在工作过程中，当静涡旋齿(1)的最终啮合点e₁和动涡旋齿(6)的最终啮合点e₂啮合时，动涡旋齿(6)中心处的外侧啮合型线(602)和静涡旋齿(1)中心处的内侧型线(101)形成的最小封闭工作腔容积S_d1，与动涡旋齿(6)中心处的内侧啮合型线(601)和静涡旋齿(1)中心处的外侧型线(102)形成的最小封闭工作腔容积S_d2不相等，且S_d1＞S_d2；在工作过程中，能够实现两组吸气腔与对应的最小封闭工作腔的容积比相等，即