專利名稱：壓縮機(jī)螺旋齒形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)，特別是壓縮機(jī)螺旋轉(zhuǎn)子的齒形。
現(xiàn)有的壓縮機(jī)，有往復(fù)式活塞壓縮機(jī)、滑片回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、螺桿壓縮機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)等多種結(jié)構(gòu)形式。一般來講，螺旋壓縮機(jī)都是由公轉(zhuǎn)子和母轉(zhuǎn)子相互嚙合，一個主動，一個從動旋轉(zhuǎn)，以控制進(jìn)、出口的流體介質(zhì)。但此類螺旋轉(zhuǎn)子由于其并非對稱，故有較復(fù)雜的齒形，具有加工工藝復(fù)雜，安裝技術(shù)要求高，振動噪聲大，工作效率低等缺點(diǎn)。因此，為了提高轉(zhuǎn)子的技術(shù)性能，在設(shè)計壓縮機(jī)時，必須要對轉(zhuǎn)子、殼體的尺寸及間隙公差、氣封線的長度及吹孔的面積諸方面進(jìn)行周密考慮。
常見的螺旋壓縮機(jī)一般采用減少吹孔面積來提高工作效率，然而這種單因子的考慮是不全面的，首先，氣封線(即轉(zhuǎn)子間的接觸線)的長度亦會影響工作效率，當(dāng)其過長時，間隙就會加大，工作效率就會降低;而吹孔過大時，流體介質(zhì)就容易從高壓腔擠漏到低壓腔，從而也會降低工作效率。也就是說，轉(zhuǎn)子齒形將更影響工作效率。
至于生產(chǎn)技術(shù)需要具備的條件是要有較佳的銑刀工具，要達(dá)到所需的精度，且成本要低，刀具的使用壽命要長等因素。
本發(fā)明的目的是要提供一種公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子最佳嚙合齒形(用曲線來描述)，而具有這種齒形曲線的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，能提高工作效率，減少機(jī)械損失和震動噪聲。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，壓縮機(jī)螺旋齒形，包括公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子，而公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子都按各自的軸線轉(zhuǎn)動，其齒形相互嚙合，轉(zhuǎn)子的齒形曲線由數(shù)條弧線滑溜連接而成，其中母轉(zhuǎn)子上有數(shù)個齒溝和齒頂，其齒形由頂圓、節(jié)圓、基圓及β、γ圓心角規(guī)定，齒形曲線由弧線AB、BC、CD、DE、EF依次滑溜連接而成，具體是第一弧線-左側(cè)齒頂曲線AB，是母轉(zhuǎn)子頂圓的一部分圓弧;
第二圓弧BC，是左側(cè)齒頂內(nèi)與頂圓及齒溝曲線CD相切的圓R1的一部份圓弧所構(gòu)成，圓R1的圓心在母轉(zhuǎn)子的節(jié)圓內(nèi)，連接第一弧線AB;
第三弧線-齒溝弧線CD，是雙曲線6E右部曲線的上半部份(即Y＞θ)，雙曲線6E按迪卡爾座標(biāo)定義，表達(dá)式為(X-XC)2/a2-(Y-YC)2/b2＝1其中a為實軸長的一半，b為虛軸長的一半，(XC，YC)為雙曲線中心，雙曲線6E的實軸在公軸子，母轉(zhuǎn)子的連心線(MC-FC)上，與第二弧線BC連接，且與公轉(zhuǎn)子、母轉(zhuǎn)子的連心線(MC-FC)相交，與母轉(zhuǎn)子的基圓相切;
第四弧線為DE，是位于母轉(zhuǎn)子齒溝底部，亦即公轉(zhuǎn)子的頂部的圓R2所創(chuàng)成，圓R2的圓心在公轉(zhuǎn)子母轉(zhuǎn)子的連心線(MC-FC)上，DE與第三弧線CD相接;
第五弧線EF，是由圓R3所構(gòu)成，且為圓R3的一部份，圓R3的圓心設(shè)于N直線上，與母轉(zhuǎn)子的頂圓相切，并與DE相接;
公轉(zhuǎn)子齒形曲線的構(gòu)成為第六弧線A′B′，與母轉(zhuǎn)子的圓弧AB所創(chuàng)成，它是公轉(zhuǎn)子基圓的一部份;
第七弧線B′C′，是母轉(zhuǎn)子BC圓弧所創(chuàng)成，與弧線A′B′連接;
第八弧線C′D′是母轉(zhuǎn)子CD所創(chuàng)成，它與第七弧線B′C′相連接;
第九弧線D′E′，是一個小圓弧，該小圓弧是圓R2的一部份，圓R2的圓心是在公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子的連心線(MC-FC)上，該小圓弧與弧線C′D′相切于D′點(diǎn)，與弧線E′F′相切于E′點(diǎn);
第十弧線E′F′，是由母轉(zhuǎn)子的弧線EF所創(chuàng)成，而F′點(diǎn)實際上是公轉(zhuǎn)子基圓與E′F′的切點(diǎn)，而E′點(diǎn)又是E′F′曲線與D′E′小圓弧的切點(diǎn)。
由上述弧線構(gòu)成的公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子的齒形為海波齒形。
另外，壓縮機(jī)螺旋轉(zhuǎn)子的齒形曲線中圓R2及圓R3的半徑比例最好介于1-2;母轉(zhuǎn)子上弧線AB的圓弧角α最好是1-5;曲線中圓R1的半徑最好取公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子中心距的0.04-0.1倍。
本發(fā)明壓縮機(jī)螺旋轉(zhuǎn)子齒形曲線，由于其能使壓縮機(jī)公轉(zhuǎn)子、母轉(zhuǎn)子的齒形構(gòu)成為一完美嚙合的轉(zhuǎn)子齒形，從而達(dá)到減少吹孔面積、減少齒形間的機(jī)械損失，提高壓縮效率及加工安裝效率的目的。另外，在加工中，還能提高銑切精度，延長刀具使用壽命。
以下附圖和實施例將對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明


圖1為本發(fā)明的公轉(zhuǎn)子與母轉(zhuǎn)子嚙合齒形示2為本發(fā)明的公轉(zhuǎn)子齒形示3為本發(fā)明的母轉(zhuǎn)子齒形示4為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子齒形成形示圖如圖1所示，為壓縮機(jī)的公轉(zhuǎn)子1和母轉(zhuǎn)子2嚙合的情況，憑轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動來控制流體介質(zhì)進(jìn)、出口的流量。圖2、圖3分別為轉(zhuǎn)子的齒瓣成形和齒溝成形部份示意圖。母轉(zhuǎn)子2上有頂圓21，節(jié)圓22及基圓23，使之形成有數(shù)個齒溝3及齒頂4，而齒溝3是由數(shù)條弧線滑溜連接而成;公轉(zhuǎn)子1也有頂圓12，節(jié)圓13及基圓14，使之形成數(shù)個齒瓣，詳見圖4。
實施例如圖1、2、3、4所示，母轉(zhuǎn)子2上有一頂圓21，節(jié)圓22及基圓23，其形成有數(shù)個齒溝3及齒頂4，齒溝3由數(shù)條弧線連接而成;公轉(zhuǎn)子1有一頂圓12，節(jié)圓13，基圓14;
本發(fā)明壓縮機(jī)螺旋轉(zhuǎn)子齒形曲線，是用右手座標(biāo)系來定義的，公轉(zhuǎn)子1與母轉(zhuǎn)子2都按各自的軸線轉(zhuǎn)動，其齒形相互嚙合的切面形狀如圖1及圖4所示。左邊為母轉(zhuǎn)子2的齒形，母轉(zhuǎn)子2的中心為FC，右邊為公轉(zhuǎn)子1的齒形，公轉(zhuǎn)子1的中心為MC。
母轉(zhuǎn)子2是由頂圓21、節(jié)圓22及基圓23構(gòu)成母轉(zhuǎn)子2上的完整溝狀齒形。母轉(zhuǎn)子2上有數(shù)個齒溝3及齒頂4，而齒溝3則由數(shù)條弧線滑溜連接而成，弧線CD為雙曲線6E右部曲線的上半部份曲線(即Y＞θ)，雙曲線6E的形成，是按迪卡爾座標(biāo)系定義的，左右開的雙曲線(X-XC)2/a2-(Y-YC)2/b2＝1，其中a為實軸長的一半，b為虛軸長的一半，(XC，YC)為雙曲線中心，雙曲線6E的實軸在公轉(zhuǎn)子1、母轉(zhuǎn)子2的連心線(MC-FC上);
在連心線(MC-FC)的兩側(cè)，通過母轉(zhuǎn)子2的中心分別作直線L、N。直線L交母轉(zhuǎn)子頂圓21于A，再按直線L取適當(dāng)?shù)摩两?1-5°)作一直線Q，使其交于母轉(zhuǎn)子2的頂圓21于B，由B點(diǎn)，使直線Q與連心線(MC-FC)組成圓心角β;作圓R1，使圓R1的圓心位于直線Q上且切曲線CD于C點(diǎn)，圓R1的半徑值約為0.04X～0.1X，X為兩個轉(zhuǎn)子的中心距;這樣圓弧BC即構(gòu)成母轉(zhuǎn)子齒形的一部份，而齒頂弧線AB則是母轉(zhuǎn)子2的頂圓21的一部份，弧線AB的圓弧角α最好為1-5°;DE曲線為公轉(zhuǎn)子1圓弧D′E′(圓R2的一部份)所創(chuàng)成的曲線，EF圓弧是R3的一部份，圓R3的圓心在N直線上，線段N與母轉(zhuǎn)子2和公轉(zhuǎn)子1的連心線呈γ角，F(xiàn)點(diǎn)是母轉(zhuǎn)子2頂圓21與圓R3的切點(diǎn)，而E點(diǎn)是為曲線DE與圓R3的切點(diǎn)，使圓弧EF是構(gòu)成母轉(zhuǎn)子2齒形的一部份。
公轉(zhuǎn)子1有頂圓12、節(jié)圓13與基圓14，構(gòu)成公轉(zhuǎn)子1完整瓣狀齒形為β1與γ1兩個角度;A′B′為母轉(zhuǎn)子2的圓弧AB所創(chuàng)成，它為公轉(zhuǎn)子1基圓14的一部份，B′C′為母轉(zhuǎn)子2上BC圓弧所組創(chuàng)成;C′D′為母轉(zhuǎn)子2曲線CD所創(chuàng)成;D′E′為一個小圓弧(即圓R2的一部份)，圓R2的圓心是在公轉(zhuǎn)子1與母轉(zhuǎn)子2的連心線(MC-FC)上，且此小圓弧切C′D′曲線于D′點(diǎn)及切E′F′曲線于E′點(diǎn)上，E′F′曲線是由母轉(zhuǎn)子2上的圓弧EF所創(chuàng)成，而F′點(diǎn)實際上應(yīng)為公轉(zhuǎn)子1基圓14與曲線E′F′的切點(diǎn)，而E′點(diǎn)是為E′F′曲線與D′E′小圓弧的切點(diǎn)。
為了考慮加工難易程度，刀具磨耗及較佳的效率(低磨耗及小吹回孔)，R2及R3的半徑選取RAT10＝Rr2/Rr3，約使1＜RAT10＜2會有較適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。
根據(jù)附圖4的構(gòu)成，母轉(zhuǎn)子2上的AB圓弧、BC圓弧、CD部份雙曲線DE曲線及EF圓弧構(gòu)成一個完整的母轉(zhuǎn)子2的齒形;同時，A′B′曲線、B′C′曲線、C′D′曲線、D′E′小圓弧及E′F′曲線構(gòu)成一個公轉(zhuǎn)子1完整的齒瓣，兩者為一完美嚙合的轉(zhuǎn)子齒形，這種齒形稱之為海波齒形。
弧線AB的夾角α角(1-5°)可按照加工工藝的要求，使刀具在加工時得到良好的支撐，且刀具不易震動，從而提高切削的精度和延長刀具的使用壽命。
所要說明的是以上所述附圖及說明，僅為本發(fā)明的較佳實施例并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)螺旋齒形，包括公轉(zhuǎn)子(1)與母轉(zhuǎn)子(2)，而公轉(zhuǎn)子(1)與母轉(zhuǎn)子(2)都按各自的軸線轉(zhuǎn)動，其齒形相互嚙合，轉(zhuǎn)子的齒形曲線由數(shù)條弧線滑溜連接而成，其特征在于母轉(zhuǎn)子(2)上有數(shù)個齒溝(3)和齒頂(4)，其齒形由頂圓(21)、節(jié)圓(22)、基圓(23)及β、γ圓心角確定，齒形曲線由弧線AB、BC、CD、DE、EF依次滑溜連接而成，其中第一弧線-左側(cè)齒頂曲線AB，是母轉(zhuǎn)子(2)頂圓(21)的一部分圓??；第二圓弧BC，是左側(cè)齒頂(4)內(nèi)與頂圓(21)及齒溝曲線CD相切的圓R1的一部份圓弧所構(gòu)成，圓R1的圓心在母轉(zhuǎn)子(2)的節(jié)圓(22)內(nèi)，連接第一弧線AB；第三弧線-齒溝弧線CD，是雙曲線6E右部曲線的上半部份(即Y＞θ)，雙曲線6E按迪卡爾座標(biāo)定義，表達(dá)式為(X-XC)2/a2-(Y-YC)2/b2=1其中a為實軸長的一半，b為虛軸長的一半，(XC，YC)為雙曲線中心，雙曲線6E的實軸在公轉(zhuǎn)子(1)，母轉(zhuǎn)子(2)的連心線(MC-FC)上，與第二弧線BC連接，且與公轉(zhuǎn)子(1)、母轉(zhuǎn)子(2)的連心線(MC-FC)相交，與母轉(zhuǎn)子(2)的基圓相切；第四弧線為DE，是位于母轉(zhuǎn)子(2)齒溝(3)底部，亦即公轉(zhuǎn)子(1)的頂部的圓R2所創(chuàng)成，圓R2的圓心在公轉(zhuǎn)子(1)母轉(zhuǎn)子(2)的連心線(MC-FC)上，DE與第三弧線CD相接；第五弧線EF，是由圓R3所構(gòu)成，且為圓R3的一部份，圓R3的圓心設(shè)于N直線上，與母轉(zhuǎn)子(2)的頂圓(21)相切，并與DE相接；公轉(zhuǎn)子齒形曲線的構(gòu)成為第六弧線A′B′，與母轉(zhuǎn)子(2)的圓弧AB所創(chuàng)成，它是公轉(zhuǎn)子(1)基圓(14)的一部份；第七弧線B′C′，是母轉(zhuǎn)子(2)BC圓弧所創(chuàng)成，與弧線A′B′連接；第八弧線C′D′是母轉(zhuǎn)子(2)弧線CD所創(chuàng)成，它與第七弧線B′C′相連接；第九弧線D′E′，是一個小圓弧，該小圓弧是圓R2的一部份，圓R2的圓心是在公轉(zhuǎn)子(1)與母轉(zhuǎn)子(2)的連心線(MC-FC)上，該小圓弧與弧線C′D′相切于D′點(diǎn)，與弧線E′F′相切于E′點(diǎn)；第十弧線E′F′，是由母轉(zhuǎn)子(2)的弧線EF所創(chuàng)成，而F′點(diǎn)實際上是公轉(zhuǎn)子(1)基圓14與E′F′的切點(diǎn)，而E′點(diǎn)又是E′F′曲線與D′E′小圓弧的切點(diǎn)。由上述弧線構(gòu)成的公轉(zhuǎn)子(1)與母轉(zhuǎn)子(2)的齒形為海波齒形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)螺旋齒形，其特征在于轉(zhuǎn)子的齒形曲線中圓R2及圓R3的半徑比例最好介于1-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的壓縮機(jī)螺旋齒形，其特征在于母轉(zhuǎn)子(2)上弧線AB的圓弧角α最好是1-5°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)螺旋齒形，其特征在于曲線中圓R1的半徑最好取公轉(zhuǎn)子(1)與母轉(zhuǎn)子(2)中心距的0.04-0.1倍。
全文摘要
一種壓縮機(jī)螺旋齒形，涉及壓縮機(jī)，包括公轉(zhuǎn)子和與其相嚙合的母轉(zhuǎn)子，它們的齒形曲線由若干段弧線滑溜連接而成，具有這種齒形曲線的壓縮機(jī)，由于其能使公轉(zhuǎn)子和母轉(zhuǎn)子在工作過程中實現(xiàn)最佳嚙合，從而提高壓縮機(jī)的工作效率，減少機(jī)械磨損，并在加工過程中提高切削精度，延長刀具的壽命。
文檔編號F04D29/18GK1114009SQ94112198
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月14日
發(fā)明者陳嘉興 申請人:陳嘉興