專利名稱：一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于真空技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及到一種可用于有油或無油真空泵或壓縮機(jī)的漸開線，直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，作為真空技術(shù)設(shè)備中必不可少的設(shè)備——真空泵，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步而飛速發(fā)展，不斷更新?lián)Q代，結(jié)構(gòu)原理推陳出新，現(xiàn)代的新型轉(zhuǎn)子無油真空泵已比用傳統(tǒng)真空泵具有了無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，例如本設(shè)計(jì)人在國家專利99255371.7以及01232818.9等授權(quán)專利中，已清楚的記載了多級(jí)雙爪型轉(zhuǎn)子真空泵和無油真空泵的主要結(jié)構(gòu)和其優(yōu)越的性能，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)已有技術(shù)還存在不足之處，如振動(dòng)和噪聲大、升溫高、故障率大及使用壽命短，以及加工工藝復(fù)雜等技術(shù)問題。其原因主要來自子爪型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，為了獲得爪子在交叉嚙合時(shí)有好的氣密性，應(yīng)用了加工困難的擺線爪，這使爪臂變得又尖又薄，這在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的泵中必然產(chǎn)生上述問題，而且這種爪形加工、檢測又很難達(dá)到理想的設(shè)計(jì)原理要求。因此，為了克服已有技術(shù)的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種由新理論為基礎(chǔ)、斬新的漸開線，直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，而提供一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，主要做了下述新轉(zhuǎn)子爪形的設(shè)計(jì)和加工實(shí)施工作。
主要保證泵在吸氣和壓縮過程的高度氣密性，而不考慮在爪子交叉嚙合過程的氣密性，這是本發(fā)明的新理論基礎(chǔ)；不再使用目的在保證爪子在交叉嚙合時(shí)氣密的擺線爪形，而采用嚙合性優(yōu)越的齒輪漸開線爪形；從上述理論基礎(chǔ)出發(fā)，設(shè)計(jì)出國內(nèi)外尚未見于應(yīng)用的單或多爪轉(zhuǎn)子，并用于泵中。
本發(fā)明是依靠下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，主要包括在具有密封裝置及循環(huán)水道冷卻以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的泵體中的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)部分，其特征在于所述各級(jí)泵腔內(nèi)各含有一對(duì)懸浮著的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，每個(gè)爪型轉(zhuǎn)子包含有單個(gè)或位置相位等分布的外凸單爪臂，每個(gè)單爪臂都伴有一個(gè)內(nèi)凹爪槽，其外凸爪臂兩側(cè)的爪型為齒輪漸開線的全齒型爪臂，頂面為轉(zhuǎn)子外園周的一段園弧，內(nèi)凹下的爪槽為直線段和爪槽底園弧構(gòu)成，在每一級(jí)泵中用了這樣的兩個(gè)爪型轉(zhuǎn)子。
所述爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，也可用于壓縮機(jī)上。
所述爪形，在一個(gè)轉(zhuǎn)子中，既可設(shè)計(jì)成單爪轉(zhuǎn)子，也可設(shè)計(jì)成雙爪、三爪及多爪轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果本發(fā)明的爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)由圖2、圖3所示，其外凸單爪兩側(cè)面的爪型為齒輪漸開線的全齒型爪臂4，頂面為標(biāo)準(zhǔn)齒頂園5，內(nèi)凹下的爪槽4為直線段和爪槽底7為園弧，它削除了擺線爪上尖角，增加了剛性，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減小振動(dòng)和噪聲，降低故障率，提高使用壽命。齒輪子漸開線設(shè)計(jì)原理由圖4a所示，所設(shè)計(jì)的爪型輪廓線ABCDEFG，可以看出凸出的爪臂4ABCD是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)齒輪的頂齒部分，可用修磨過的齒輪成形刀具或磨具加工，因齒輪加工工藝，應(yīng)用歷史悠久、而已十分成熟。在不考慮氣密性的概念基礎(chǔ)上，爪臂4的爪背8(見圖4a中的AB部分)不參與嚙合，所以爪背8也可以設(shè)計(jì)成直線，如圖4b所示。


圖1為四級(jí)雙爪型轉(zhuǎn)子無油真空泵的剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為泵的單爪型齒轉(zhuǎn)漸開線齒形的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為雙爪型齒輪漸開線爪形轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a為齒輪子漸開線爪形設(shè)計(jì)原理示意圖。
圖4b為漸開線直線的機(jī)加工參考示意圖。
圖5為數(shù)字點(diǎn)圖法的示例圖。
由圖1、圖2、圖4a所示，圖中附件號(hào)所表示
1.密封裝置2.泵體3.爪型轉(zhuǎn)子對(duì) 4.爪臂5.標(biāo)準(zhǔn)齒頂園 6.爪槽7.爪槽底 8.爪背9.爪臂內(nèi)側(cè)10.爪槽線段形壁11.標(biāo)準(zhǔn)齒分度園 12.對(duì)滾齒頂共軛線13.不用標(biāo)準(zhǔn)齒根園 14.軸孔15.標(biāo)準(zhǔn)基園由圖4a所示，圖中AB、CD為漸開線，AE、FG為半徑上的，EF為底徑上的園弧，NM為漸開線AB上任一點(diǎn)N向基園做的切線。
圖4b中爪背CD從漸開線為直線，成為直背轉(zhuǎn)子。
圖5是根據(jù)漸開線的計(jì)算公式，求出漸開線上選定點(diǎn)的X、Y值，然后在圖上點(diǎn)出它們的坐標(biāo)位置，然后再連成光滑曲線，這就是漸開線作出的方法。
具體實(shí)施例方式
由圖1、圖2、圖3、圖4和圖5給出實(shí)施例一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，主要包括具有在密封裝置1及循環(huán)水道冷卻以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的泵體2中的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)3部分，其特征在于所述各級(jí)泵腔內(nèi)各含有一對(duì)懸浮著的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，每個(gè)爪型轉(zhuǎn)子包含有單個(gè)或位置相位等分布的外凸單爪臂4，每個(gè)單爪臂4都伴有一個(gè)內(nèi)凹爪槽6，其外凸爪臂4兩側(cè)的爪型為齒輪漸開線的全齒型爪臂，頂面為轉(zhuǎn)子外園周的一段園弧，內(nèi)凹下的爪槽6為直線段和爪槽底7園弧構(gòu)成，在每一級(jí)泵中用了這樣的兩個(gè)爪型轉(zhuǎn)子。
所述雙爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，也可以用于壓縮機(jī)上。
本發(fā)明所提供的爪形，在一個(gè)轉(zhuǎn)子中可設(shè)計(jì)成單爪、也可以設(shè)計(jì)成雙、三或多爪，因?yàn)橐粋€(gè)轉(zhuǎn)子的爪和槽共占的中心角不大于90。當(dāng)然設(shè)計(jì)的同時(shí)還要考慮壓縮和擴(kuò)張的容積等全部相關(guān)參數(shù)。轉(zhuǎn)子爪形的實(shí)施方法一.轉(zhuǎn)子爪形的設(shè)計(jì)
1)、數(shù)字點(diǎn)圖法利用成熟的齒輪漸開線設(shè)計(jì)理論，選用適合的計(jì)算公式如下


式中ro是基園半徑；βi是漸開線上任一點(diǎn)向系園所做切線，切點(diǎn)所在的半徑與OX軸夾角；βo是漸開線起點(diǎn)A向基園所做切線，切點(diǎn)MO在的半徑，反時(shí)針方向轉(zhuǎn)20°的半徑OA′與OX軸的夾角；βi′＝βo-βi；

是βi′的弧度值；Δβ是個(gè)增量，是βi′隨漸開線AB從A點(diǎn)逐步展開而由0增大，每次作圖人為選取的角增量，用以獲取βi′值。
然后依據(jù)設(shè)計(jì)要求選取參數(shù)，用公式算出形線的坐標(biāo)Xi、Yi，記錄于表如下

最后依據(jù)表中數(shù)據(jù)點(diǎn)出所求齒輪子漸開線，如圖5所示。這種方法在微機(jī)上進(jìn)行就更為快捷。
2)、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注法因?yàn)椴捎脴?biāo)準(zhǔn)齒輪的近似設(shè)計(jì)，所以沒有必要一定要點(diǎn)出具體形線可以標(biāo)注出標(biāo)準(zhǔn)齒輪參數(shù)，即可用專用標(biāo)準(zhǔn)刀具或磨具，在專用或通用機(jī)床上加工出來。如標(biāo)出模數(shù)m；(相當(dāng))齒數(shù)z；壓力角α0；這時(shí)當(dāng)然也要用轉(zhuǎn)子的圖紙，不過上面的爪形線只要似意地畫即可。
二.加工實(shí)施用專用刀具或磨具加工如在銑床上用改修后的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)銑刀加工；用專用機(jī)床加工如插齒機(jī)等；用數(shù)控機(jī)床加工如程控銑，線切割等；用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒做裝接加工均可。
三.實(shí)施預(yù)期效果因不用擺線爪齒，轉(zhuǎn)子加工已不是加工難點(diǎn)，可大幅降低成本；因爪子上沒有尖角等薄弱處，可使振動(dòng)和噪聲大大降低，在不用消聲器的條件下，把噪聲控制在75分貝已不困難；由于采用應(yīng)用史悠久的齒輪漸開線爪形，卡死或抱死等現(xiàn)象將難以出現(xiàn)，溫升也可得到控制，使故障率得以下降；上述效果都能延長使用這種轉(zhuǎn)子的泵的維修保養(yǎng)周期和使用壽命；因上述效果，必將降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；因?yàn)樯鲜鲂Ч?，特別是設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，它必將大大加快新品開發(fā)速度。
上述所用的45號(hào)鋼、40Cr、1Cr18Ni9Ti材料和加工設(shè)備均為商品化產(chǎn)品。
按照上述設(shè)計(jì)和制作即可構(gòu)成本發(fā)明——一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，主要包括在具有密封裝置及循環(huán)水道冷卻以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的泵體中的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)部分，其特征在于所述各級(jí)泵腔內(nèi)各含有一對(duì)懸浮著的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，每個(gè)爪型轉(zhuǎn)子包含有單個(gè)或位置相位等分布的外凸單爪臂，每個(gè)單爪臂都伴有一個(gè)內(nèi)凹爪槽，其外凸爪臂兩側(cè)的爪型為齒輪漸開線的全齒型爪臂，頂面為轉(zhuǎn)子外園周的一段園弧，內(nèi)凹下的爪槽為直線段和爪槽底園弧構(gòu)成，在每一級(jí)泵中用了這樣的兩個(gè)爪型轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，也可用于壓縮機(jī)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述爪形，在一個(gè)轉(zhuǎn)子中，既可設(shè)計(jì)成單爪轉(zhuǎn)子，也可設(shè)計(jì)成雙爪、三爪及多爪轉(zhuǎn)子，因?yàn)橐粋€(gè)轉(zhuǎn)子的爪和槽共占的中心角不大于90。
全文摘要
一種用于無油真空泵的漸開線、直線爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)屬于真空技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，主要包括在具有密封裝置及循環(huán)水道冷卻以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的泵體中的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)部分，其特征在于所述各級(jí)泵腔內(nèi)各含有一對(duì)懸浮著的爪型轉(zhuǎn)子對(duì)，每個(gè)爪型轉(zhuǎn)子包含有單個(gè)或位置相位等分布的外凸單爪臂，每個(gè)單爪臂都伴有一個(gè)內(nèi)凹爪槽，其外凸爪臂兩側(cè)的爪型為齒輪漸開線的全齒型爪臂，頂面為轉(zhuǎn)子外圓周的一段圓弧，內(nèi)凹下的爪槽為直線段和爪槽底圓弧構(gòu)成，在每一級(jí)泵中用了這樣的兩個(gè)爪型轉(zhuǎn)子。該爪型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有增加爪的剛性，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減小振動(dòng)和噪聲，降低故障率，提高使用壽命。
文檔編號(hào)F04C25/02GK1512064SQ0215173
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者崔殿龍, 陶朱秋 申請(qǐng)人:北京依品非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備有限公司