一種全光滑的螺桿轉子的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及干式雙螺桿真空栗，特別涉及適用于干式雙螺桿真空栗的一種全光滑 的螺桿轉子。
【背景技術】
[0002] 干式雙螺桿真空栗是一種容積式真空栗，是通過2個能夠實現嚙合的螺桿轉子的 同步異向雙回轉運動，在2個螺桿轉子和栗體內腔之間形成周期性變化的工作腔容積，實 現氣體的吸入、增壓和排出，在栗的進口處形成真空；螺桿轉子是由螺桿轉子端面型線沿軸 向作螺旋展開生成的；因此螺桿轉子端面型線及其共輒嚙合性能直接影響雙螺桿真空栗的 密封性能、效率、面積利用系數。
[0003] 常用的螺桿轉子端面型線為圓漸開線、擺線和圓弧的組合線型；中國申請的發 明專利（申請號201310170259. 6)公開了一種螺桿轉子型線，由6段曲線組成，包括：漸 開線、過渡曲線、齒頂圓弧、長擺線、齒根圓弧、過渡曲線；中國申請的發明專利（申請號 201510169195. 7)公開了一種螺桿轉子型線，由6段曲線組成，包括：漸開線、過渡曲線、齒 頂圓弧、長擺線、齒根圓弧、過渡曲線。
[0004] 在上述螺桿轉子端面型線中，是采用長擺線連接齒頂圓弧和齒根圓弧的，然而齒 頂圓弧與長擺線之間為不光滑連接，存在尖點；在理論上，點與擺線能夠實現正確的嚙合； 然而存在尖點的螺桿轉子端面型線具有以下缺點：螺桿轉子端面型線存在尖點導致所生成 的螺桿轉子存在齒面不光滑處，在齒面不光滑處容易產生應力集中、受到流體的沖刷易變 形、易磨損、螺桿轉子的壽命低、密封性能較差、氣體泄漏較大，影響雙螺桿真空栗的極限真 空度和抽速。
【發明內容】
[0005] 本發明為了解決上述問題，提出一種全光滑的螺桿轉子；其螺桿轉子端面型線包 括7段曲線，采用采用相互共輒嚙合的1段圓弧DE和1段擺線的等距曲線EF將齒頂圓弧 CD和齒根圓弧FG光滑連接，采用擺線的等距曲線GA將齒根圓弧FG和圓漸開線AB光滑連 接，采用圓弧BC將圓漸開線AB和齒頂圓弧CD光滑連接；消除了螺桿轉子端面型線中的尖 點，得到了全光滑的螺桿轉子端面型線；2個相同的全光滑的螺桿轉子端面型線在同步異 向雙回轉運動中，一側螺桿轉子端面型線的圓弧、擺線的等距曲線，分別與另一側螺桿轉子 端面型線的擺線的等距曲線、圓弧能夠實現正確的嚙合；由此螺桿轉子端面型線沿軸向作 螺旋展開所生成的螺桿轉子，不但滿足正確的嚙合，而且其齒面實現全部光滑過渡；提高了 螺桿轉子的密封性能、強度、壽命，使得該螺桿轉子能夠適用于更高轉速，同時提高了雙螺 桿真空栗的極限真空度和抽速；所提出的螺桿轉子對于提高雙螺桿真空栗的性能具有重要 的意義。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0007] 螺桿轉子在工作中作同步異向雙回轉運動，根據型線的共輒嚙合原理，確定該運 動方式下與圓弧相嚙合的擺線的等距曲線及其相對位置，實現圓弧與齒頂圓弧的光滑連 接、圓弧與擺線的等距曲線的光滑連接、擺線的等距曲線與齒根圓弧的光滑連接，得到全光 滑的螺桿轉子端面型線；由此全光滑的螺桿轉子端面型線沿軸向作螺旋展開生成全光滑的 螺桿轉子，所生成的螺桿轉子具有7個齒面，且7個齒面中的相鄰齒面之間全部光滑過渡； 2個螺桿轉子的螺桿轉子端面型線相同，且在工作中能夠實現正確的嚙合，從而提高了螺桿 轉子的綜合性能。
[0008] -種全光滑的螺桿轉子端面型線，由7段曲線組成，依次為：圓漸開線AB、圓弧BC、 齒頂圓弧CD、圓弧DE、擺線的等距曲線EF、齒根圓弧FG和擺線的等距曲線GA ;擺線的等距 曲線EF是擺線（1)的等距曲線以原點0為旋轉中心，逆時針旋轉γ角度后得到；齒頂圓弧 CD與圓弧DE光滑連接，圓弧DE與擺線的等距曲線EF光滑連接，擺線的等距曲線EF與齒根 圓弧FG光滑連接，實現螺桿轉子端面型線全部光滑連接，不存在尖點，同時保證齒頂圓弧 CD的中心角與齒根圓弧FG的中心角相等。
[0009] -種全光滑的螺桿轉子，由全光滑的螺桿轉子端面型線沿軸向作螺旋展開生成， 螺旋圈數大于2,由7個齒面組成，依次為：齒頂面（11)、圓弧齒面（12)、斜齒面（13)、齒面 (14)、齒根面（15)、凹齒面（16)、圓弧齒面（17);這些齒面依次由螺桿轉子端面型線中的齒 頂圓弧CD、圓弧BC、圓漸開線AB、擺線的等距曲線GA、齒根圓弧FG、擺線的等距曲線EF和 圓弧DE沿軸向作螺旋展開生成；所述的齒頂面（11)與圓弧齒面（17)光滑過渡，圓弧齒面 (17)與凹齒面（16)光滑過渡，凹齒面（16)與齒根面（15)光滑過渡，整個螺桿轉子的相鄰 齒面之間全部光滑過渡；相互嚙合的2個全光滑的螺桿轉子端面型線相同，由此螺桿轉子 端面型線所生成的2個全光滑的螺桿轉子在工作中能夠實現全部齒面的正確嚙合。
[0010] 一種雙螺桿真空栗，使用上述一種全光滑的螺桿轉子。
[0011] 本發明的有益效果為：
[0012] 所提出的螺桿轉子端面型線沒有尖點，是全光滑的；由此全光滑的螺桿轉子端面 型線沿軸向作螺旋展開，生成全光滑的螺桿轉子；在工作中，相互能夠實現正確嚙合的2個 全光滑的螺桿轉子的螺桿轉子端面型線相同；因此提高了螺桿轉子的密封性能和力學性 能，提高了雙螺桿真空栗的極限真空度和抽速。
【附圖說明】
[0013] 圖1是現有的螺桿轉子端面型線圖。
[0014] 圖2是所提出的一種全光滑的螺桿轉子端面型線圖。
[0015] 圖3是所提出的2個全光滑的螺桿轉子端面型線的嚙合圖。
[0016] 圖4是所提出的2個全光滑的螺桿轉子端面型線在不同角度的嚙合圖。
[0017] 圖5是所提出的一種全光滑的螺桿轉子端面型線的生成過程圖。
[0018] 圖6是所提出的2個全光滑的螺桿轉子的嚙合圖。
[0019] 圖7是所提出的一種全光滑的螺桿轉子圖。
[0020] 圖中一齒頂圓半徑；R2-節圓半徑；R3 -齒根圓半徑；Rb -圓漸開線的基圓半 徑；30U302-螺桿轉子端面型線；1、3-擺線；2-圓漸開線；4 一齒頂圓；5-齒根圓；6、 9一圓；7、10-擺線的等距曲線；8 -圓漸開線；α、β、γ -角度m-圓（6)的半徑；r2- 圓（9)的半徑；11 一齒頂面；12-圓弧齒面；13-斜齒面；14一齒面；15-齒根面；16-凹齒 面；17-圓弧齒面；18-齒根面；19 一齒面；20-斜齒面；21-圓弧齒面；22-齒頂面；23- 圓弧齒面；24-凹齒面。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0022] 如圖1所示，現有的螺桿轉子端面型線的齒頂圓弧CD和擺線DE之間的連接點D 為不光滑點，即尖點。
[0023] 如圖2所示，所提出的一種全光滑的螺桿轉子端面型線由7段曲線組成，依次為： 圓漸開線AB、圓弧BC、齒頂圓弧CD、圓弧DE、擺線的等距曲線EF、齒根圓弧FG和擺線的等距 曲線GA ;采用相互共輒嚙合的1段圓弧DE和1段擺線的等距曲線EF將齒頂圓弧CD和齒 根圓弧FG光滑連接，采用擺線的等距曲線GA將齒根圓弧FG和圓漸開線AB光滑連接，采用 圓弧BC將圓漸開線AB和齒頂圓弧CD光滑連接；所述的組成螺桿轉子端面型線的7段曲線 中相鄰曲線之間全部光滑連接，不存在尖點，形成全光滑的螺桿轉子端面型線。
[0024] 如圖3所示，為2個全光滑的螺桿轉子端面型線（301)和（302)之間的嚙合圖，相 互嚙合的2個全光滑的螺桿轉子端面型線（301)和（302)相同，在工作中螺桿轉子端面型 線（301)的組成型線：圓漸開線AB、圓弧BC、齒頂圓弧CD、圓弧DE、擺線的等距曲線EF、齒 根圓弧FG、擺線的等距曲線GA，分別與螺桿轉子端面型線（302)的組成型線：圓漸開線ab、 擺線的等距曲線ga、齒根圓弧fg、擺線的等距曲線ef、圓弧de、齒頂圓弧cd、圓弧be能夠實 現正確的嚙合。
[0025] 如圖4所示，為2個全光滑的螺桿轉子端面型線在不同角度的嚙合圖，（a)~⑴ 圖中各相鄰圖所對應的主軸轉角相錯10° ;即（a)圖到（b)圖螺桿轉子端面型線（301)順 時針旋轉10°，螺桿轉子端面型線（302)逆時針旋轉10° ;(b)圖到（c)圖螺桿轉子端面型 線（301)順時針旋轉10°，螺桿轉子端面型線（302)逆時針旋轉10° ;以此類推；在（a)、 (b)、（c)和（d)圖中，螺桿轉子端面型線（301)中的圓弧DE與螺桿轉子端面型線（302)中 的擺線的等距曲線ef相互嚙合；在（f)、（g)、（h)和（i)圖中，螺桿轉子端面型線（301)中 的擺線的等距曲線EF與螺桿轉子端面型線（302)中的圓弧de相互嚙合；螺桿轉子端面型 線（301)的組成型線：圓漸開線AB、圓弧BC、齒頂圓弧CD、圓弧DE、擺線的等距曲線EF、齒 根圓弧FG、擺線的等距曲線GA，分別與螺桿轉子端面型線（302)的組成型線：圓漸開線ab、 擺線的等距曲線ga、齒根圓弧fg、擺線的等距曲線ef、圓弧de、齒頂圓弧cd、圓弧be能夠實 現正確的嚙合。
[0026] 如圖5所示，為一種全光滑的螺桿轉子端面型線的生成過程圖；全光滑的螺桿轉 子端面型線的生成過程如下：
[0027] ①如圖5 (a)所示，按以下方程生成5段曲線，分別為：擺線（1)、圓漸開線（2)、擺 線（3)、齒頂圓（4)和齒根圓（5)，各段曲線的方程如下： \x-2R-, cos,{t) + (R, -κ )cos(2?)
[0028] ^(1)?^:|ν = 2Λ