專利名稱：雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種轉子齒形，尤其是一種用齒條生成方法所設計具有較高容 積效率的雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形。
背景技術：
螺桿壓縮機屬于普通的回轉式容積設備，能夠在保持寬幅運行壓力與流量 的高效狀態(tài)下進行高速運轉，其轉子型線(齒形)的優(yōu)劣是影響壓縮機工作性 能的關鍵因素。最佳轉子型線應具有大的流動橫截面積、短的密封線及小的泄 漏三角形面積，對于相同尺寸與轉速的轉子，流動橫截面積越大流量越高；密 封線越短且泄漏三角形面積越小泄漏量越少；提高流量的同時減少泄漏量，就 可以提高壓縮機的容積效率。傳統(tǒng)的螺桿壓縮機轉子型線生成方法是首先創(chuàng)建 一個轉子的型面曲線，然后運用適當?shù)倪吔缦拗茥l件和數(shù)學方法生成另外一個 轉子的型面曲線，任何曲線都可以用于最初的轉子型線上，使用最多的是圓弧 線。目前，世界上應用較廣、由SRM公司(瑞典壓縮機公司)注冊登記的1946 年的對稱型線、1970年的非對稱型線及1982年的"D"型線，均是按此傳統(tǒng)型 線生成方法而設計的。盡管近些年，由線性公差小于IO微米的高精度磨削和洗 削型線加工設備可以加工出嚙合間隙為30 50微米的轉子，使得雙螺桿壓縮機 內部泄漏值相對減少，與其它壓縮機相比，具有尺寸小、比功率小、效率高等 優(yōu)點。但是按照傳統(tǒng)轉子型線生成方法所得到的轉子齒形并不能保證相同尺寸 與轉速的轉子具有相對最大的流動橫截面積、相對最短的密封線及相對最小的 泄漏三角形面積，不能得到最大容積效率的壓縮機。雖然中國專利申請?zhí)枮?200610045910.7的發(fā)明專利申請公開了一種用齒條生成方法所設計的具有高容 積效率的"雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形"，但是卻沒有公開齒形設計中必要設計 參數(shù)的取值范圍或者參數(shù)關系，以至于所屬技術領域的技術人員并不能夠實現(xiàn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術所存在的容積效率低的技術問題，提供一種用 齒條生成方法所設計具有較高容積效率的雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形。
本發(fā)明的技術解決方案是 一種雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形，包括陽轉子
4齒形1和陰轉子齒形2，陽轉子和陰轉子的齒形是用齒條生成方法生成的用齒 條生成方法生成的以圓弧和圓弧、直線和拋物線的共軛包絡曲線為基本組成單
元的雙邊不對稱齒形，陽轉子由A1B1、 B1C1、 C1D1、 D1E1、 E1F1、 F1G1、 G1H1、 Hlll、 I1J1九個基本組成單元構成，陰轉子由A2B2、 B2C2、 C2D2、 D2E2、 E2F2、 F2G2、 G2H2、 H2I2、 I2J2九個基本組成單元構成，具體定義如 下
A1B1:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R3的圓弧AB形成； B1C1:擺線，由定義在齒條上的直線段BC生成，該直線與拋物線DC相
切于C，與圓弧BA相切于B;
C1D1:拋物線的共軛包絡線，由定義在齒條上的拋物線CD生成，C、 D
兩點均位于半徑為R1、圓心在Oi02軸上的圓上，D點位于拋物線的頂點，且
位于0^2軸上；
D1E1:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上圓心位于C^02軸上、半徑為R 的圓弧共軛生成；
E1F1:圓弧，半徑為R1;
F1G1:圓弧的共軛包絡線，由定義在陰轉子上的圓弧段G2F2生成，圓弧 半徑為R2;
G1H1:擺線，由定義在齒條上的直線段GH生成，該直線與圓弧的共軛包 絡線FG相切于G，與圓弧IH相切于H;
H1I1:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R4的圓弧IH形成，圓 弧IH分別與兩直線JI和HG相切；
I1J1:齒根圓；
A2B2:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R3的圓弧AB形成； B2C2:擺線，由定義在齒條上的直線段BC生成，該直線與拋物線DC相
切于C，與圓弧BA相切于B;
C2D2:拋物線的共軛包絡線，由定義在齒條上的拋物線DC生成，C、 D
兩點均位于半徑為R1，圓心在0,02軸上的圓上，D點位于拋物線的頂點，且
位于Ot02軸上；
D2E2:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上圓心位于0^2軸上，半徑為 R的圓弧共軛生成；
E2F2:圓弧的共軛包絡線，由定義在陽轉子上的圓弧段E!Fi生成，該圓弧半徑為Rl;
F2G2:圓弧，半徑為R2;
G2H2:擺線，由定義在齒條上的直線段GH生成，該直線與圓弧包絡線FG 相切于G，與圓弧IH相切于H;
H2I2:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R4的圓弧形成，圓弧 IH分別與兩直線JI和HG相切；
I2J2:齒頂圓；
R為陽轉子齒頂高；
RO為陰轉子齒頂高；
80%R《R1《125%R;
陽轉子外徑的1%《112《陽轉子外徑的4%; 德R0《R3《125%R0; 50o/oR0《R4《R0。
本發(fā)明是以齒條生成方法而設計的螺桿轉子新齒形，是一種以圓弧和圓 弧、直線和拋物線的共軛包絡曲線為基本組成單元的雙邊不對稱齒形。陽轉子 和陰轉子的端面齒形均由九段這樣的基本單元曲線光滑連接而成，主動側齒形 采用圓弧、直線和拋物線的共軛齒形，這樣可以減少接觸線長度,同時有利于齒面 的漸進嚙合；被動側齒形采用圓弧、圓弧共軛包絡曲線、擺線作齒形,既可以減 小高壓側的漏氣三角形面積，又可以徹底消除尖角，使氣流擾動損失小，傳動 平穩(wěn)、降低噪聲和振動，同時還具有工具耐用度高的優(yōu)點。尤其是靠近節(jié)圓面 的兩個接觸帶曲線，是由齒條上的直線段生成的，為擺線包絡曲線，因此，使 轉子相對運動更接近純滾動，即使轉子中心距在實際運轉中出現(xiàn)微小變化對于 轉子之間的相對運動也是沒有影響的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比還具有以下優(yōu)點
1. 較大的面積利用系數(shù)和較小的泄漏三角形面積；
2. 具有較高的密封性能和較高的齒形效率；
3. 陰轉子的齒剛性較強，可減少加工和運轉時的變形；
4. 獨特的轉子扭矩分布形成較低的轉子間接觸力，在負力距的情況下也 不存在轉子振動的危險。


圖1為本發(fā)明實施例的形狀示意圖。 圖2是圖1的M部局部放大圖。
具體實施例方式
下面將結合

本發(fā)明的具體實施方式
。如圖l所示本發(fā)明是采用 齒條生成方法而設計的，是雙螺桿壓縮機螺桿轉子新齒形，是以圓弧和圓弧、 直線和拋物線的共軛包絡曲線為基本組成單元的雙邊不對稱齒形,陽轉子和陰 轉子的端面齒形l、 2均是由九段這樣的基本組成單元光滑連接而成。通常，由 陽轉子驅動陰轉子，因而對于圖示互相嚙合的一對齒，以中心線Oi02為分界線， 下半部為主動側，上半部為被動側。陰、陽轉子的主動側齒形均由定義在齒條 上的圓弧、直線和拋物線根據(jù)嚙合原理和邊界條件生成的圓弧包絡線A1B1、
A2B2、擺線B1C1、 B2C2和拋物線包絡線C1D1、 C2D2組成，陽轉子的被動 側齒形大部分為圓弧包絡線F1G1，小部分為圓弧E1F1和圓弧包絡線G1H1， Hlll，主動側齒形和被動側齒形之間以及它們與齒頂圓、齒根圓之間均以圓弧 連接，其被動側齒形參數(shù)以漏氣三角形面積最小為主要目標進行優(yōu)選。陽轉子 由A1B1、 B1C1、 C1D1、 D1E1、 E1F1、 F1G1、 G1H1、 Hlll、 I1J1九個基本 組成單元構成，陰轉子由A2B2、 B2C2、 C2D2、 D2E2、 E2F2、 F2G2、 G2H2、 H2I2、 12J2九個基本組成單元構成，具體定義如下
A1B1:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R3的圓弧AB形成； B1C1:擺線，由定義在齒條上的直線段BC生成，該直線與拋物線DC相 切于C,與圓弧BA相切于B;
C1D1:拋物線的共軛包絡線，由定義在齒條上的拋物線CD生成，C、 D 兩點均位于半徑為R1、圓心在Oi02軸上的圓上，D點位于拋物線的頂點，且 位于CM)2軸上；
D1E1:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上圓心位于Ot02軸上、半徑為R 的圓弧共軛生成；
E1F1:圓弧，半徑為R1;
F1G1:圓弧的共軛包絡線，由定義在陰轉子上的圓弧段G2F2生成，圓弧 半徑為R2;
G1H1:擺線，由定義在齒條上的直線段GH生成，該直線與圓弧的共軛包 絡線FG相切于G，與圓弧IH相切于H;
H1I1:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R4的圓弧形成，圓弧 IH分別與兩直線JI和HG相切；
I1J1:齒根圓；A2B2:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R3的圓弧AB形成； B2C2:擺線，由定義在齒條上的直線段BC生成，該直線與拋物線DC相
切于C，與圓弧BA相切于B;
C2D2:拋物線的共軛包絡線，由定義在齒條上的拋物線DC生成，C、 D
兩點均位于半徑為R1，圓心在0^2軸上的圓上，D點位于拋物線的頂點，且
位于C^02軸上；
D2E2:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上圓心位于0,02軸上，半徑為 R的圓弧共軛生成；
E2F2:圓弧的共軛包絡線，由定義在陽轉子上的圓弧段E,F,生成，該圓弧 半徑為R1;
F2G2:圓弧，半徑為R2;
G2H2:擺線，由定義在齒條上的直線段GH生成，該直線與圓弧包絡線FG 相切于G，與圓弧IH相切于H;
H2I2:圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R4的圓弧形成，圓弧 IH分別與兩直線JI和HG相切；
I2J2:齒頂圓；
R為陽轉子齒頂高；
RO為陰轉子齒頂高；
80%R《R1《125%R;
陽轉子外徑的1%《112《陽轉子外徑的4%;
40%R0《R3《125%R0; 50%R0《R4《R0。
其中R、 R0的數(shù)值可根據(jù)陽轉子和陰轉子的齒數(shù)比和中心距來確定。 已知兩轉子中心距為A，陽轉子齒數(shù)為Z1，陰轉子齒數(shù)為Z2，陽轉子 外圓半徑為Rlw，陰轉子外圓半徑為R2w。 根據(jù)嚙合關系
<formula>formula see original document page 8</formula> 得出
<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 9</formula>本技術發(fā)明所提出的新齒形，應用于公稱直徑為234mm，長徑比為1.65 的螺桿制冷壓縮機上，在標準工況(-15'C/3(TC)下測試，制冷量達到880.11Kw， 單位軸功率制冷量達到3.704kW/kW。
權利要求
1.一種雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形，包括陽轉子齒形(1)和陰轉子齒形(2)，其特征在于陽轉子和陰轉子的齒形是用齒條生成方法生成的圓弧和圓弧、直線和拋物線的共軛包絡曲線為基本組成單元的雙邊不對稱齒形，陽轉子由A1B1、B1C1、C1D1、D1E1、E1F1、F1G1、G1H1、H1I1、I1J1九個基本組成單元構成，陰轉子由A2B2、B2C2、C2D2、D2E2、E2F2、F2G2、G2H2、H2I2、I2J2九個基本組成單元構成，具體定義如下A1B1圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R3的圓弧AB形成；B1C1擺線，由定義在齒條上的直線段BC生成，該直線與拋物線DC相切于C，與圓弧BA相切于B；C1D1拋物線的共軛包絡線，由定義在齒條上的拋物線CD生成，C、D兩點均位于半徑為R1、圓心在O1O2軸上的圓上，D點位于拋物線的頂點，且位于O102軸上；D1E1圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上圓心位于O1O2軸上、半徑為R的圓弧共軛生成；E1F1圓弧，半徑為R1；F1G1圓弧的共軛包絡線，由定義在陰轉子上的圓弧段G2F2生成，圓弧半徑為R2；G1H1擺線，由定義在齒條上的直線段GH生成，該直線與圓弧的共軛包絡線FG相切于G，與圓弧IH相切于H；H1I1圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R4的圓弧IH形成，圓弧IH分別與兩直線JI和HG相切；I1J1齒根圓；A2B2圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上為R3的圓弧AB形成；B2C2擺線，由定義在齒條上的直線段BC生成，該直線與拋物線DC相切于C，與圓弧BA相切于B；C2D2拋物線的共軛包絡線，由定義在齒條上的拋物線DC生成，C、D兩點均位于半徑為R1，圓心在O1O2軸上的圓上，D點位于拋物線的頂點，且位于O1O2軸上；D2E2圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上圓心位于O1O2軸上，半徑為R的圓弧共軛生成；E2F2圓弧的共軛包絡線，由定義在陽轉子上的圓弧段E1F1生成，該圓弧半徑為R1；F2G2圓弧，半徑為R2；G2H2擺線，由定義在齒條上的直線段GH生成，該直線與圓弧包絡線FG相切于G，與圓弧IH相切于H；H2I2圓弧的共軛包絡線，由定義在齒條上半徑為R4的圓弧IH形成，圓弧IH分別與兩直線JI和HG相切；I2J2齒頂圓；R為陽轉子齒頂高；R0為陰轉子齒頂高；80％R≤R1≤125％R；陽轉子外徑的1％≤R2≤陽轉子外徑的4％；40％R0≤R3≤125％R0；50％R0≤R4≤R0。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用齒條生成方法所設計具有較高容積效率的雙螺桿壓縮機螺桿轉子齒形，包括陽轉子齒形(1)和陰轉子齒形(2)，陽轉子和陰轉子的齒形是由齒條生成方法而設計的，是以圓弧和圓弧、直線和拋物線的共軛包絡曲線為基本組成單元的雙邊不對稱齒形，陽轉子由A1B1、B1C1、C1D1、D1E1、E1F1、F1G1、G1H1、H1I1、I1J1九個基本組成單元構成，陰轉子由A2B2、B2C2、C2D2、D2E2、E2F2、F2G2、G2H2、H2I2、I2J2九個基本組成單元構成，這樣可以減少接觸線長度，同時有利于齒面的漸進嚙合；可以減小高壓側的漏氣三角形面積，又可以徹底消除尖角，使氣流擾動損失小，傳動平穩(wěn)、降低噪聲和振動，同時還具有工具耐用度高的優(yōu)點。
文檔編號F04C18/16GK101550935SQ20091001146
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權日2009年5月11日
發(fā)明者杰 劉, 孫建民, 張為民, 王志強 申請人:大連冷凍機股份有限公司