專利名稱：一種雙螺桿真空泵及其轉子的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機械工程設計領域，具體涉及一種雙螺桿真空泵及其轉子。
背景技術：
雙螺桿真空泵中的核心部件就是一對相嚙合的旋向相反的轉子，轉子型線的設計直接影響到泵的性能，轉子型線研究既是雙螺桿真空泵熱動力性能研究的基礎，也是優化型線設計、提高整機性能的關鍵。作為商業機密，實際可用的螺桿型線在國外的文獻中報道很少。梯形轉子齒形的雙螺桿真空泵具有較廣泛的應用，但是其存在的問題有兩個，一個是存在較大的泄露三角形，增大了泄漏量；另一個是干涉問題，在齒根處容易出現干涉，需要進行修正，而修正往往會導致泄露量的進一步加大。
實用新型內容針對以上不足，本實用新型提供了一種雙螺桿真空泵及其轉子。由該轉子形成的真空泵沒有泄露三角形，不存在干涉問題。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種雙螺桿真空泵轉子，由擺線、小圓弧、過渡圓弧、阿基米德螺線、阿基米德螺線共軛包絡線、過渡圓弧共軛包絡線，以及大圓弧七條曲線依次連接而成，其中，小圓弧與大圓弧為同心圓且圓心角相等并分別位于圓心兩側；所述擺線的起點和終點、小圓弧和大圓弧的圓心，以及阿基米德螺線的終點位于同一條直線上，所述擺線的曲率中心與大圓弧分別位于擺線的兩側，所述過渡圓 弧共軛包絡線是指過渡圓弧的共軛包絡線。所述過渡圓弧與過渡圓弧共軛包絡線以相同的極角分別位于大圓弧或小圓弧的圓心兩側。所述阿基米德螺線與阿基米德螺線共軛包絡線以相同的極角分別位于大圓弧或小圓弧的圓心兩側。所述小圓弧為轉子的齒根圓弧。所述大圓弧為轉子的齒頂圓弧。所述過渡圓弧光滑連接所述小圓弧和阿基米德螺線。一種基于上述轉子的雙螺桿真空泵，所述雙螺桿真空泵主要由相嚙合的旋向相反的第一和第二轉子組成，所述第一和第二轉子共軛且齒形相同。與現有技術相比，本實用新型轉子及基于該轉子的真空泵至少具有以下優點:本實用新型轉子由擺線albl、小圓弧blcl、過渡圓弧cldl、阿基米德螺線dlel、阿基米德螺線共軛包絡線elfl、過渡圓弧共軛包絡線flgl，以及大圓弧glal七條曲線依次連接而成，其中，小圓弧blcl與大圓弧glal為同心圓且圓心角相等并分別位于圓心兩側；所述擺線albl的起點al和終點bl、小圓弧blcl和大圓弧glal圓心01，以及阿基米德螺線的終點el位于同一條直線上，且擺線albl的曲率中心與大圓弧分別位于擺線albl的兩側，所述過渡圓弧共軛包絡線flgl是指過渡圓弧Cldl的共軛包絡線。這樣，第一轉子的擺線albl和第二轉子的擺線a2b2所產生的嚙合線頂點能到達氣缸孔的交線，完全消除了泄露三角形的泄露影響。另外，采用過渡圓弧的光滑過渡，避免了在齒根處發生干涉，所產生的型線無需進一步的修正。
圖1為本實用新型所述雙螺桿真空泵轉子的端面型線；圖2為過渡圓弧光滑連接齒根圓弧和阿基米德螺線。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型所述雙螺桿真空泵轉子型線如圖1所示，第一轉子的型線由首尾相接的擺線albl，齒根圓弧(或者小圓弧)blcl，過渡圓弧cldl，阿基米德螺線dlel，阿基米德螺線共軛包絡線elf 1，過渡圓弧共軛包絡線flgl，齒頂圓弧(或者大圓弧)glal組成；第二轉子型線和第一轉子相同。其中，小圓弧blcl與大圓弧glal為同心圓且圓心角相等并分別位于圓心兩側；所述擺線albl的起點al和終點bl、小圓弧blcl和大圓弧glal的圓心01，以及阿基米德螺線的終點el位于同一條直線上，所述擺線albl的曲率中心與大圓弧glal分別位于擺線albl的兩側，所述過渡圓弧共軛包絡線flgl是指過渡圓弧cldl的共軛包絡線。具體形成方法如下:生成第一轉子的擺線albl，由第二轉子的擺線起點a2的點嚙合擺線生成，方程如下:
i XflIH =_(D/2 X sin(2 x t, )-A x sin(tj));I
[YalH =-(A X cos(tj)-D/2 X cos(2 x t,));0 彡 t!彡 acos (((D/2) 2+A2- (D/2)2) / (D X A))其中，Xalbl為擺線albl的X坐標，Yalbl為擺線albl的Y坐標，D為齒頂圓弧直徑，d為齒根圓弧直徑，h為嚙合時轉角，A為一對轉子的中心距，A=(D+d)/2 ;第二轉子的擺線a2b2與第一轉子的擺線albl相同。如圖2所示，生成原始阿基米德螺線dl’ el，方程如下Ax(r-d / 2)X (t2 -π/4)
Zrfrrf = (---- + d/2)x cos(i2);\π
Ax(r-d12)X{t7 -π 4) T._x...Ydrel = (--- + d/2)x sin(/,);
Iπ"Ji /4 ^ t2 ^ π /2其中，Xdl，el為原始阿基米德螺線的X坐標，Y drel為原始阿基米德螺線的Y坐標，t2為該段曲線的角度坐標。如圖2所示，生成過渡圓弧c I dl，選取一個半徑為r0的圓弧，使其分別與原始阿基米德螺線dl’ el和齒根圓相切，切點分別為dl和Cl。刪除dldl’段曲線，得到cldl段和dlel段光滑曲線，即為過渡圓弧cldl和阿基米德螺線dlel。第二轉子中過渡圓弧c2d2和阿基米德螺線d2e2與第一轉子相同。生成阿基米德螺線共軛包絡線elfl，將第二轉子的節圓在第一轉子節圓上做純滾動，使其自轉和公轉的角速度相同，固結在第二轉子上阿基米德螺線d2e2所形成的一系列曲線簇的包絡線，即為第一轉子的阿基米德螺線共軛包絡線elfl，第二轉子的阿基米德螺線共軛包絡線e2f2與第一轉子相同。用相同的方法，產生過渡圓弧共軛包絡線flgl，第二轉子中過渡圓弧共軛包絡線f2g2與第一轉子相同。產生齒根圓弧(B卩小圓弧)和齒頂圓弧(即大圓弧)，以01為圓心，分別用圓弧連接形成小圓弧blcl和大圓弧glal,即齒根和齒頂圓弧,第二轉子小圓弧b2c2和大圓弧g2a2與第一轉子相同。至此，可以產生完整的如圖1所示的雙螺桿真空泵轉子型線。實施例:取D為130mm，d為66mm，兩轉子中心距A為0102，本實用新型提供的轉子型線形成方式如下:生成擺線alb I，方程如下:
權利要求1.一種雙螺桿真空泵轉子，其特征在于:由擺線(albl)、小圓弧(blcl)、過渡圓弧(cldl)、阿基米德螺線(dlel)、阿基米德螺線共軛包絡線(elfl)、過渡圓弧共軛包絡線(flgl),以及大圓弧(glal)七條曲線依次連接而成,其中，小圓弧(blcl)與大圓弧(glal)為同心圓且圓心角相等并分別位于圓心兩側；所述擺線(albl)的起點(al)和終點(bl)、小圓弧(blcl)和大圓弧(glal)的圓心，以及阿基米德螺線的終點(el)位于同一條直線上，所述擺線(albl)的曲率中心與大圓弧分別位于擺線(albl)的兩側，所述過渡圓弧共軛包絡線(flgI)是指過渡圓弧(cIdI)的共軛包絡線。
2.如權利要求1所述的雙螺桿真空泵轉子，其特征在于:所述過渡圓弧(cldl)與過渡圓弧共軛包絡線(flgl)以相同的極角分別位于大圓弧或小圓弧的圓心兩側。
3.如權利要求1所述的雙螺桿真空泵轉子，其特征在于:所述阿基米德螺線(dlel)與阿基米德螺線共軛包絡線(elfl)以相同的極角分別位于大圓弧或小圓弧的圓心兩側。
4.如權利要求1所述的雙螺桿真空泵轉子，其特征在于:所述小圓弧(blcl)為轉子的齒根圓弧。
5.如權利要求1所述的雙螺桿真空泵轉子，其特征在于:所述大圓弧(glal)為轉子的齒頂圓弧。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的雙螺桿真空泵轉子，其特征在于:所述過渡圓弧(cIdl)光滑連接所述小圓弧(bIcI)和阿基米德螺線(dlel)。
7.一種基于權利要求1 - 5中任意一項所述轉子的雙螺桿真空泵，其特征在于:所述雙螺桿真空泵主要由相嚙合的旋向相反的第一和第二轉子組成，所述第一和第二轉子共軛且齒 形相同。
專利摘要本實用新型公開了一種雙螺桿真空泵及其轉子，所述轉子由擺線，齒根圓弧，過渡圓弧，阿基米德螺線，阿基米德螺線共軛包絡線，過渡圓弧共軛包絡線，齒頂圓弧組成。本實用新型所形成的螺桿真空泵，兩轉子端面形狀完全相同且共軛，無泄漏三角形，并解決了干涉問題。
文檔編號F04C25/02GK203130514SQ20132010987
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月11日 優先權日2013年3月11日
發明者耿茂飛, 郭蓓 申請人:西安交通大學