一种双螺杆真空泵的全光滑的螺杆转子的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及干式双螺杆真空累，特别设及适用于干式双螺杆真空累的一种全光滑 的螺杆转子。
【背景技术】
[0002] 干式双螺杆真空累是一种容积式真空累，是通过2个能够实现晒合的螺杆转子的 同步异向双回转运动，在2个螺杆转子和累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，在累的进口处形成真空；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 辆晒合性能直接影响双螺杆真空累的性能；因此螺杆转子端面型线对双螺杆真空累的密封 性、效率、面积利用系数影响极大。
[0003] 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。
[0004] 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晒合； 然而存在尖点的螺杆转子端面型线具有W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，影响双螺杆真空累的极限真 空度和抽速。
【发明内容】
[0005] 本发明为了解决上述问题，提出一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子，其螺杆 转子端面型线包括7段曲线，采用相互共辆晒合的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晒合；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晒合，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 高了双螺杆真空累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累的性能 具有重要的意义。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 螺杆转子在工作中作同步异向双回转运动，根据型线的共辆晒合原理，确定该运 动方式下与圆弧相晒合的摆线的等距曲线及其相对位置，实现圆弧与齿顶圆弧光滑连接、 圆弧与摆线的等距曲线光滑连接、摆线的等距曲线与齿根圆光滑连接，得到全光滑的螺杆 转子端面型线；由此全光滑的螺杆转子端面型线沿轴向作螺旋展开生成全光滑的螺杆转 子，所生成的螺杆转子具有7个齿面，且7个齿面之间全部光滑过渡；2个螺杆转子的螺杆 转子端面型线相同且在工作中能够实现正确的晒合，从而提高了螺杆转子的综合性能。
[0008] 一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子端面型线，由7段曲线组成，依次为：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;摆线的等距曲线EF是摆线（1)的等距曲线W原点0为旋转中屯、，逆时针旋转丫角度后 得到；齿顶圆弧CD与圆弧DE光滑连接，圆弧DE与摆线的等距曲线EF光滑连接，摆线的等 距曲线EF与齿根圆弧FG光滑连接，实现螺杆转子端面型线全部光滑连接，不存在尖点，同 时保证齿顶圆弧CD的中屯、角与齿根圆弧FG的中屯、角相等。
[0009] 一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子，由全光滑的螺杆转子端面型线沿轴向作 螺旋展开生成，螺旋圈数大于2,由7个齿面组成，依次为：齿顶面（11)、齿面（12)、斜齿面 (13)、圆弧齿面（14)、齿根面（15)、凹齿面（16)、圆弧齿面（17);运些齿面依次由螺杆转子 端面型线中的齿顶圆弧CD、摆线的等距曲线BC、圆渐开线AB、圆弧GA、齿根圆弧FG、摆线的 等距曲线EF和圆弧DE沿轴向作螺旋展开生成；所述的齿顶面（11)与圆弧齿面（17)光滑 过渡，圆弧齿面（17)与凹齿面（16)光滑过渡，凹齿面（16)与齿根面（15)光滑过渡，整个 螺杆转子的齿面全部光滑过渡；相互晒合的2个全光滑的螺杆转子的螺杆转子端面型线相 同，2个全光滑的螺杆转子在工作中能够实现全部齿面的正确晒合。
[0010] 一种双螺杆真空累，使用上述一种全光滑的螺杆转子。
[0011] 本发明的有益效果为：
[0012] 所提出的螺杆转子端面型线没有尖点，是全光滑的；由此全光滑的螺杆转子端面 型线沿轴向作螺旋展开，生成全光滑的螺杆转子，其全部齿面光滑过渡；在工作中，相互晒 合的2个全光滑的螺杆转子的螺杆转子端面型线相同；因此提高了螺杆转子的密封性能和 力学性能，提高了双螺杆真空累的极限真空度和抽速。
【附图说明】
[0013] 图1是现有的螺杆转子端面型线图。
[0014] 图2是所提出的一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子端面型线图。
[0015] 图3是所提出的2个全光滑的螺杆转子端面型线的晒合图。
[0016] 图4是所提出的2个全光滑的螺杆转子端面型线在不同角度的晒合图。
[0017] 图5是所提出的一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子端面型线的生成过程图。
[0018] 图6是所提出的2个全光滑的螺杆转子的晒合图。
[0019] 图7是所提出的一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子图。
[0020] 图中：Ri-齿顶圆半径；R2-节圆半径；R3-齿根圆半径斯一圆渐开线的基圆半 径；301、302-螺杆转子端面型线；1、3-摆线；2-圆漸开线；4一齿顶圆；5-齿根圆；6、 9一圆；7、10-摆线的等距曲线；8-圆漸开线；α、β、γ-角度；ri一圆巧）的半径； 圆（9)的半径；11 一齿顶面；12-齿面；13-斜齿面；14一圆弧齿面；15-齿根面；16-凹齿 面；17-圆弧齿面；18-齿根面；19 一圆弧齿面；20-斜齿面；21-齿面；22-齿顶面；23- 圆弧齿面；24-凹齿面。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 如图1所示，现有的螺杆转子端面型线的齿顶圆弧CD和摆线DE之间的连接点D 为不光滑点，即尖点。
[0023] 如图2所示，所提出的一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子端面型线由7段曲 线组成，依次为：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;采用相互共辆晒合的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；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。
[0024] 如图3所示，为2个全光滑的螺杆转子端面型线（301)和（302)之间的晒合图，相 互晒合的2个全光滑的螺杆转子端面型线（301)和（302)相同，在工作中螺杆转子端面型 线（301)的组成型线：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、圆弧GA，分别与螺杆转子端面型线（302)的组成型线：圆渐开线油、 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be能够实 现正确的晒合。
[00对如图4所示，为2个全光滑的螺杆转子端面型线在不同角度的晒合图，（a)~（i) 图中各相邻图所对应的主轴转角相错10° ;即（a)图到化）图螺杆转子端面型线（301)顺 时针旋转10°，螺杆转子端面型线（302)逆时针旋转10° ;化）图到（C)图螺杆转子端面型 线（301)顺时针旋转10°，螺杆转子端面型线（302)逆时针旋转10° 此类推；在（a)、 (b)、（c)和（d)图中，螺杆转子端面型线（301)中的圆弧DE与螺杆转子端面型线（302)中 的摆线的等距曲线ef相互晒合；在（f)、（g)、（h)和（i)图中，螺杆转子端面型线（301)中 的摆线的等距曲线EF与螺杆转子端面型线（302)中的圆弧de相互晒合；螺杆转子端面型 线（301)的组成型线：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、圆弧GA，分别与螺杆转子端面型线（302)的组成型线：圆渐开线油、 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be能够实 现正确的晒合。
[00%] 如图5所示，为一种双螺杆真空累的全光滑的螺杆转子端面型线的生成过程图； 全光滑的螺杆转子端面型线的生成过程如下：
[0027] ①如图5 (a)所示，按W下方程生