本發(fā)明屬于真空泵設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種干式螺桿真空泵的螺桿組件。

背景技術(shù)：

螺桿真空泵是利用一對(duì)螺桿在泵殼中作同步高速反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的吸氣和排氣作用的抽氣設(shè)備，它是油封式真空泵的更新?lián)Q代產(chǎn)品，能抽除含有大量水蒸汽及少量粉塵的氣體場(chǎng)合，在國內(nèi)各大制藥和化工企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

螺桿真空泵的關(guān)鍵技術(shù)是互相嚙合的螺桿，互相嚙合的螺桿關(guān)鍵是端面型線，螺桿的端面型線，即轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線；端面型線直接影響到螺桿真空泵的性能，如密封性、效率、面積利用系數(shù)等，同時(shí)決定了泵的加工制造成本。

中國專利文獻(xiàn)公開了一種螺桿真空泵的螺桿組件【授權(quán)公告號(hào)CN104019034B】，螺桿的端面型線由一段外擺線、一段內(nèi)擺線、一段齒根圓弧、一段長幅外擺線和一段齒頂圓弧組成。該專利中外擺線和內(nèi)擺線均為曲線結(jié)構(gòu)，因此該螺桿轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致不易加工，同時(shí)與齒根圓弧相連的內(nèi)擺線為內(nèi)凹的曲線，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)子根部厚度相對(duì)較小，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)子根部的強(qiáng)度相對(duì)較小，導(dǎo)致螺桿的強(qiáng)度較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種干式螺桿真空泵的螺桿組件，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是在保證兩根螺桿能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合的情況下使得螺桿加工方便且強(qiáng)度大。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種干式螺桿真空泵的螺桿組件，包括兩根端面型線相同、旋向相反的螺桿，所述螺桿的端面型線由依次連接的一段齒頂圓弧段、一段擺線段、一段齒根圓段、一段銜接段和一段銜接包絡(luò)線段組成，其特征在于，所述銜接段為直線，所述齒根圓段上與銜接段相連一端端點(diǎn)的切線與銜接段共線，所述銜接包絡(luò)線段為曲線，所述銜接包絡(luò)線段上與銜接段相連一端端點(diǎn)的切線與銜接段共線，所述銜接包絡(luò)線段與齒頂圓弧段之間圓滑過渡，其中一根螺桿上的銜接段與另一根螺桿上的銜接包絡(luò)線段共軛。

采用上述端面型線的兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合，保證干式螺桿真空泵的正常運(yùn)行；具體來說，在旋轉(zhuǎn)時(shí)其中一根螺桿的銜接包絡(luò)線段與另一根螺桿上的銜接段嚙合，其中一根螺桿的銜接段與另一根螺桿上的銜接包絡(luò)線段嚙合，其中一根螺桿的齒根圓段與另一根螺桿上的齒頂圓弧段嚙合，其中一根螺桿的擺線段與另一根螺桿上的擺線段和齒頂圓弧段相交的交點(diǎn)嚙合，其中一根螺桿的齒頂圓弧段與另一根螺桿上的齒根圓段嚙合，其中一根螺桿上的擺線段和齒頂圓弧段相交的交點(diǎn)與另一根螺桿上的擺線段嚙合；同時(shí)銜接段為直線，銜接包絡(luò)線段為曲線的結(jié)構(gòu)使得螺桿轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，因此在加工時(shí)使得加工方便，減少加工成本；進(jìn)一步的由齒根圓段上與銜接段相連一端端點(diǎn)的切線與銜接段共線可知，螺桿轉(zhuǎn)子的根部相對(duì)更大，螺桿轉(zhuǎn)子根部強(qiáng)度高，提高了螺桿的整體強(qiáng)度。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述銜接包絡(luò)線段的曲率自與齒頂圓弧段相連的一端向另一端增大。銜接包絡(luò)線段的結(jié)構(gòu)能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述銜接包絡(luò)線段的方程式為：式中Ro為節(jié)圓半徑，Rn為齒根圓段半徑，t1為變量，t1的取值范圍t1∈[0,π/2]。上述銜接包絡(luò)線段能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合；同時(shí)使得螺桿轉(zhuǎn)子根部強(qiáng)度高，使得螺桿轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，加工更方便。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述銜接段的方程式為：式中t2為變量，t2的取值范圍上述銜接段能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合；同時(shí)使得螺桿轉(zhuǎn)子根部強(qiáng)度高，使得螺桿轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，加工更方便。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述銜接段對(duì)應(yīng)的圓心角和銜接包絡(luò)線段對(duì)應(yīng)的圓心角大小均為α，α的大小為α＝π/4。銜接段對(duì)應(yīng)的圓心角和銜接包絡(luò)線段對(duì)應(yīng)的圓心角為定值，關(guān)系保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述齒根圓段的半徑Rn大小為式中Ro為節(jié)圓半徑。齒根圓段與節(jié)圓半徑的關(guān)系能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述齒頂圓弧段對(duì)應(yīng)的圓心角和所述齒根圓段對(duì)應(yīng)的圓心角大小均為β，β的大小為β＝3π/4。采用銜接段為直線，銜接包絡(luò)線段為曲線的結(jié)構(gòu)時(shí)齒頂圓弧段的圓心角與齒根圓段對(duì)應(yīng)的圓心角為定值，該關(guān)系保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述齒根圓段的方程式為：式中t3為變量，t3的取值范圍t3∈[0,β]。上述齒根圓段與為直線的銜接段以及為曲線的銜接包絡(luò)線段相匹配，能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述齒頂圓弧段的方程式為：式中Rm為齒頂圓弧段的半徑，Rm的大小為Rm＝2Ro-Rn，t4為變量，t4取值范圍t4∈[0,β]。上述齒頂圓弧段與為直線的銜接段以及為曲線的銜接包絡(luò)線段相匹配，能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

在上述的干式螺桿真空泵的螺桿組件中，所述擺線段的方程式為：式中t5為變量，t5取值范圍t5∈[0,acos(Ro/Rm)]。上述擺線段與為直線的銜接段以及為曲線的銜接包絡(luò)線段相匹配，能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本干式螺桿真空泵的螺桿組件具有能保證兩根螺桿在異向同步旋轉(zhuǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)正確的嚙合，同時(shí)使得螺桿轉(zhuǎn)子根部強(qiáng)度高，螺桿轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，實(shí)現(xiàn)加工更方便的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本螺桿組件中兩個(gè)螺桿嚙合時(shí)的局部剖視示意圖。

圖2是本螺桿組件的轉(zhuǎn)子型線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是兩根螺桿每轉(zhuǎn)動(dòng)24°時(shí)不同角度的狀態(tài)圖。

圖中，1、螺桿；2、齒頂圓弧段；3、擺線段；4、齒根圓段；5、銜接段；6、銜接包絡(luò)線段。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1和圖2所示，干式螺桿真空泵的螺桿組件包括兩根端面型線相同、旋向相反的螺桿1，螺桿1的端面型線由依次連接的一段齒頂圓弧段2、一段擺線段3、一段齒根圓段4、一段銜接段5和一段銜接包絡(luò)線段6組成，銜接段5為直線，齒根圓段4上與銜接段5相連一端端點(diǎn)的切線與銜接段5共線，銜接包絡(luò)線段6為曲線，銜接包絡(luò)線段6的曲率自與齒頂圓弧段2相連的一端向另一端增大，銜接包絡(luò)線段6上與銜接段5相連一端端點(diǎn)的切線與銜接段5共線，銜接包絡(luò)線段6與齒頂圓弧段2之間圓滑過渡，其中一根螺桿1上的銜接段5與另一根螺桿1上的銜接包絡(luò)線段6共軛。

銜接包絡(luò)線段6的方程式為：

式中Ro為節(jié)圓半徑，Rn為齒根圓段4半徑，t1為變量，t1的取值范圍t1∈[0,π/2]，或者銜接包絡(luò)線段6還可通過的方程式表示，式中Ro為節(jié)圓半徑，Rn為齒根圓段4半徑，t1為變量，t1的取值范圍t1∈[0.7071,1]。

銜接段5的方程式為：式中t2為變量，t2的取值范圍銜接段5對(duì)應(yīng)的圓心角和銜接包絡(luò)線段6對(duì)應(yīng)的圓心角大小均為α，α的大小為α＝π/4。

齒根圓段4的半徑為：式中Ro為節(jié)圓半徑。齒頂圓弧段2對(duì)應(yīng)的圓心角和齒根圓段4對(duì)應(yīng)的圓心角大小均為β，β的大小為β＝3π/4。

齒根圓段4的方程式為：式中t3為變量，t3的取值范圍t3∈[0,β]。齒頂圓弧段2的方程式為：式中Rm為齒頂圓弧段2的半徑，Rm的大小為Rm＝2Ro-Rn，t4為變量，t4取值范圍t4∈[0,β]。擺線段3的方程式為：式中t5為變量，t5取值范圍t5∈[0,acos(Ro/Rm)]。

本實(shí)施例中，當(dāng)節(jié)圓半徑為Ro＝20時(shí)，齒根圓段4半徑為齒頂圓弧段2的半徑為銜接包絡(luò)線段6為銜接段5為：齒根圓段4為

齒頂圓弧段2為

擺線段3為

具體本實(shí)施例中型線與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比數(shù)據(jù)如下：

由上表格可知，采用本螺桿組件的干式螺桿真空泵其在保證抽氣效率的情況下極限壓力、噪聲和配用功率的參數(shù)均優(yōu)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

如圖3所示，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，圖3中2、3為一根螺桿1的齒根圓段4與另一根螺桿1上的齒頂圓弧段2嚙合；圖3中4為一根螺桿1的擺線段3與另一根螺桿1上的擺線段3和齒頂圓弧段2相交的交點(diǎn)嚙合；圖3中4、5為一根螺桿1的擺線段3與另一根螺桿1上的擺線段3和齒頂圓弧段2相交的交點(diǎn)嚙合，同時(shí)一根螺桿1上的擺線段3和齒頂圓弧段2相交的交點(diǎn)與另一根螺桿1上的擺線段3嚙合；圖3中6為一根螺桿1上的擺線段3和齒頂圓弧段2相交的交點(diǎn)與另一根螺桿1上的擺線段3嚙合；圖3中7、8、9為一根螺桿1上的齒頂圓弧段2與另一根螺桿1上的齒根圓段4嚙合；圖3中10、11、12為一根螺桿1上的銜接段5與另一根螺桿1上的銜接包絡(luò)線段6嚙合；圖3中13、14、15、1為一根螺桿1銜接包絡(luò)線段6與另一根螺桿1上的銜接段5嚙合。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。