專利名稱：一種齒形螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種流體輸送泵中的螺桿，尤其指一種螺桿泵中的齒形螺桿的技術(shù)領(lǐng)域。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該齒形螺桿包括螺桿體和沿螺桿體外側(cè)的齒形，螺桿徑向截面上的齒形曲線為abcde曲線，其中a、e在齒頂圓上，c、d在齒根圓上，曲線ae為齒頂圓的圓弧，曲線cd為齒根圓的圓弧，所述曲線ab為延伸漸開線，曲線bc為延長擺線，曲線ed為延長擺線，所述的螺桿的長度大于兩個螺距的長度。
所述的延長擺線bc、ed的曲線形狀相同，方向相反。
所述各曲線的形成方式如下(1)延長擺線ed的形成x＝Rsin2ψ-2rsinψy＝rcos2ψ-Rcos2ψρ=x2+y2]]>β=arccosρ2+4r2-R24rρ]]>ψ=arccos4r2+r2-ρ24Rr]]>φ＝β-ψ式中x、y-齒廓上任一點的直角坐標(biāo)ρ、φ-齒廓上任一點的極坐標(biāo)的矢徑和轉(zhuǎn)角R、R0、r-齒頂圓、齒根圓和節(jié)圓半徑ψ-節(jié)圓II相對于節(jié)圓I的轉(zhuǎn)角β-極徑與兩螺桿中心連線的夾角(2)延長擺線bc的形成x＝-Rsin(2ψ-φα)+2rsin(2ψ-φα)y＝-Rcos(2ψ-φα)+2rcos(2ψ-φα)φ＝ψ-βφα=π-12(cos-1ob2+4r2-R24r·ob-cos-14r2+R2-ob24Rr+tg(cos-1R0R)]]>-cos-1R0R-tg(cos-1R0ob)+cos-1R0ob)]]>ob=R02+(2r2-R02-R2-R02)2]]>式中φα-延伸漸開線ab與齒頂圓交點a處的極角ob-b處的極徑(3)齒頂圓ae的形成R=x2+y2]]>(4)齒根圓cd的形成R0=x2+y2]]>(5)延伸漸開線ab的形成ρ=R0cosαcosγ]]>φα+tg(cos-1R0R)-cos-1R0R-φ=tgα-α]]>(φα≤φ<φα+tg(cos-1R0R)-cos-1R0R]]>式中α-延伸漸開線ab的壓力角γ-螺桿的螺旋面的螺旋角與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于由于采用了延伸漸開線與延長擺線結(jié)構(gòu)，因此加工容易，便于批量生產(chǎn)；再者，還可以提高螺桿精度，使螺桿泵的泄漏量小，效率、壓力高，運行平穩(wěn)，噪聲低；與三螺桿泵相比，只需一個螺距就可以自成密封腔，因此尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，且剛度高。
螺桿的結(jié)構(gòu)形狀參見


圖1和圖2，該齒形螺桿包括螺桿體和沿螺桿體外側(cè)的齒形，曲線abode為螺桿徑向截面上的齒形曲線，a、e在齒頂圓上，c、d在齒根圓上，曲線ae為齒頂圓的圓弧，曲線cd為齒根圓的圓弧，齒頂圓弧線ae一端a點和齒根圓弧線cd一端c點間由延伸漸開線ab和延長擺線bc兩段組成，齒頂圓弧線ae另一端e點和齒根圓弧線cd另一端d點間由延長擺線ed組成，螺桿的頭數(shù)n≥1，螺桿的長度大于兩個螺距的長度。
參見圖3，當(dāng)螺桿7的節(jié)圓II沿螺桿6的節(jié)圓I作純滾動時，螺桿7上與螺桿6中的e點對應(yīng)點e′的軌跡即為延長擺線ed，而與螺桿6中的a點對應(yīng)點a′的軌跡即為延長擺線bc，延長擺線bc和ed的曲線形狀相同，方向相反，各段齒形曲線形成原方式如下(1)延長擺線ed的形成x＝Rsin2ψ-2rsinψy＝rcos2ψ-Rcos2ψρ=x2+y2]]>β=arccosρ2+4r2-R24rρ]]>ψ=arccos4r2+r2-ρ24Rr]]>φ＝β-ψ式中x、y-齒廓上任-點的直角坐標(biāo)ρ、φ-齒廓上任一點的極坐標(biāo)的矢徑和轉(zhuǎn)角R、R0、r-齒頂圓、齒根圓和節(jié)圓半徑ψ-節(jié)圓II相對于節(jié)圓I的轉(zhuǎn)角β-極徑與兩螺桿中心連線的夾角(2)延長擺線bc的形成x＝-Rsin(2ψ-φα)+2rsin(2ψ-φα)y＝-Rcos(2ψ-φα)+2rcos(2ψ-φα)φ＝ψ-βφα=π-12(cos-1ob2+4r2-R24r·ob-cos-14r2+R2-ob24Rr+tg(cos-1R0R)]]>-cos-1R0R-tg(cos-1R0ob)+cos-1R0ob)]]>ob=R02+(2r2-R02-R2-R02)2]]>式中φα-延伸漸開線ab與齒頂圓交點a處的極角ob-b處的極徑(3)齒頂圓ae的形成R=x2+y2]]>(4)齒根圓cd的形成R0=x2+y2]]>(5)延伸漸開線ab的形成ρ=R0cosαcosγ]]>φα+tg(cos-1R0R)-cos-1R0R-φ=tgα-α]]>(φα≤φ<φα+tg(cos-1R0R)-cos-1R0R]]>式中α-延伸漸開線ab的壓力角γ-螺桿的螺旋面的螺旋角延長擺線bc和延伸漸開線ab的交點b，實際上就是兩螺桿延伸漸開線嚙合的起始點，如給定頂圓半徑R和根圓半徑R0，便可確定b點的極徑ob，由延伸漸開線和延長擺線的性質(zhì)，曲線abc在極坐標(biāo)中的夾角，即∠aoc便可求得，根據(jù)嚙合的要求，頂圓圓弧ea和根圓圓弧cd的弧度必須相等，因此，
圖1中的齒形曲線abcde是唯一的。
兩螺桿對應(yīng)的嚙合關(guān)系為螺桿7齒頂圓a′e′對應(yīng)的嚙合曲線是螺桿6的齒根圓cd，點a′對應(yīng)于延長擺線bc，延伸漸開線a′b′對應(yīng)于延伸漸開線ab，齒根圓c′d′對應(yīng)于齒頂圓ae，點e′對應(yīng)于延長擺線ed。反之，，點a對應(yīng)于延長擺線b′c′，齒根圓cd對應(yīng)于齒頂圓a′e′，點e對應(yīng)于延長擺線e′d′。
參見圖4和圖5，當(dāng)兩螺桿相對滾動時，螺桿7就會在螺桿6上形成空間嚙合曲線1-2-3-4-5，其中3-4是平行于軸線的直線，1-2實際上是一對延伸漸開線斜齒輪的嚙合曲線，2-3和4-5均是半徑為R的螺旋線。同樣，螺桿6也會在螺桿7上形成相應(yīng)的嚙合曲線，由于滾動是連續(xù)的，兩條嚙合曲線阻斷了泵的輸入腔和輸出腔，且不斷地向前推進，從而產(chǎn)生壓力流體。
上述一對嚙合曲線的形成需要一個螺距長度，為了使輸入腔和輸出腔在整個運行過程中始終隔離，在一對嚙合曲線中斷前，必須形成另一對嚙合曲線，因此，整個螺桿的長度應(yīng)大于兩個螺距。
本實用新型除了上述實施例以外，應(yīng)用本原理也可制成單頭螺桿或多頭螺桿，以形成三螺桿及多螺桿泵，還可以具有齒輪嚙合組合的形式，如內(nèi)嚙合、相交軸運動等，制成可以滿足不同場合使用的許多種類的泵。
權(quán)利要求1.一種齒形螺桿，其包括螺桿體和沿螺桿體外側(cè)的齒形，螺桿徑向截面上的齒形曲線為abcde曲線，其中a、e在齒頂圓上，c、d在齒根圓上，曲線ae為齒頂圓的圓弧，曲線cd為齒根圓的圓弧，其特征在于所述曲線ab為延伸漸開線，曲線bc為延長擺線，曲線ed為延長擺線，所述的螺桿的長度大于兩個螺距的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒形螺桿，其特征在于所述的延長擺線bc、ed的曲線形狀相同，方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的齒形螺桿，其特征在于所述各曲線的形成方式如下(1)延長擺線ed的形成x＝Rsin2ψ-2rsinψy＝rcos2ψ-Rcos2ψρ=x2+y2]]>β=arccosρ2+4r2-R24rρ]]>ψ=arccos4r2+r2-ρ24Rr]]>φ＝β-ψ式中x、y-齒廓上任一點的直角坐標(biāo)ρ、φ-齒廓上任一點的極坐標(biāo)的矢徑和轉(zhuǎn)角R、R0、r-齒頂圓、齒根圓和節(jié)圓半徑ψ-節(jié)圓II相對于節(jié)圓I的轉(zhuǎn)角β-極徑與兩螺桿中心連線的夾角(2)延長擺線bc的形成x＝-Rsin(2ψ-φα)+2rsin(2ψ-φα)y＝-Rcos(2ψ-φα)+2rcos(2ψ-φα)φ＝ψ-βφα=π-12(cos-1ob2+4r2-R24r·ob-cos-14r2+R2-ob24Rr+tg(cos-1R0R)]]>-cos-1R0R-tg(cos-1R0ob)+cos-1R0ob)]]>ob=R02+(2r2-R02-R2-R02)2]]>式中φα-延伸漸開線ab與齒頂圓交點a處的極角ob-b處的極徑(3)齒頂圓ae的形成R=x2+y2]]>(4)齒根圓cd的形成R0=x2+y2]]>(5)延伸漸開線ab的形成ρ=R0cosαcosγ]]>φα+tg(cos-1R0R)-cos-1R0R-φ=tgα-α]]>(φα≤φ<φα+tg(cos-1R0R)-cos-1R0R]]>式中α-延伸漸開線ab的壓力角γ-螺桿的螺旋面的螺旋角
專利摘要一種齒形螺桿，涉及一種螺桿泵中的齒形螺桿的技術(shù)領(lǐng)域，其包括螺桿體和沿螺桿體外側(cè)的齒形，螺桿徑向截面上的齒形曲線為abcde曲線，其中a、e在齒頂圓上，c、d在齒根圓上，曲線ae為齒頂圓的圓弧，曲線cd為齒根圓的圓弧，所述曲線ab為延伸漸開線，曲線bc為延長擺線，曲線ed為延長擺線。本實用新型由于采用了延伸漸開線與延長擺線結(jié)構(gòu)，因此加工容易，便于批量生產(chǎn)；再者，還可以提高螺桿精度，使螺桿泵的泄漏量小，效率、壓力高，運行平穩(wěn)，噪聲低；與三螺桿泵相比，只需一個螺距就可以自成密封腔，因此尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，且剛度高，可用于單頭、雙頭及多頭螺桿泵。
文檔編號F04C2/16GK2538980SQ02215730
公開日2003年3月5日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月8日
發(fā)明者陳行 申請人:馮嫩妙, 陳行, 閻新鋒