一種螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線，屬于螺旋式真空泵【技術領域】，本實用新型的型線由五段曲線組成，包括一段過渡曲線ab、一段過渡曲線a’b’的共軛曲線bc、一段齒根圓弧cd、一段長幅外擺線de、一段齒頂圓弧ea連接形成，所述的過渡曲線a’b’與曲線bc設計成圓弧與擺線或者擺線與圓弧共軛的過渡曲線。本實用新型藉由在齒頂、齒根圓弧之間增設兩條過渡曲線形成平滑連接，形成嚴格密封，僅需一個螺距可自成密封腔，結(jié)構緊湊；由于密封線較短，顧密封性能好，效率高，噪聲小；由于齒根圓弧形成較大的包角，螺桿根部可采用較大的刀具切削。應用本實用新型的螺旋式真空泵，可廣泛應用于電子、半導體、化工、食品、航天等領域。
【專利說明】一種螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及螺旋式真空泵，特別是一種適用于成對的螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線。

【背景技術】
[0002]螺旋式真空泵是一種容積泵，依靠泵內(nèi)的兩根螺桿轉(zhuǎn)子與泵體內(nèi)腔形成的密閉容積輸送氣體，在泵的進口處形成真空。螺旋式真空泵的關鍵技術是一對互相嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子，互相嚙合的轉(zhuǎn)子的關鍵是轉(zhuǎn)子的端面型線，端面型線的好壞，將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，同時決定了泵的加工制造成本。螺旋式真空泵螺桿型線發(fā)明專利幾乎都是國外或臺灣申請的，國內(nèi)申請的比較少，且相關的問題比較多。例如，英國專利GB2292589A描述了由阿基米德線、圓弧等組成的端面型線，阿基米德線與齒根圓弧與齒頂圓弧在交點位置無法匹配，存在明顯的滯留區(qū)，主要是阿基米德曲線的缺陷引起的。中國申請公開的發(fā)明專利201010605321.6，其是自共軛的一對轉(zhuǎn)子型線，但其設計的螺旋線和大圓弧、螺旋線包絡線與小圓弧之間不是平滑過渡，特別這兩處曲線交點位置不完全共軛，存在比較明顯的泄漏區(qū)，而且過渡區(qū)域制造比較費時。采用這兩種專利設計的變螺距螺桿，由于齒根圓弧包角相對較小，螺桿齒根部位寬帶較小，相對制造比較困難，采用兩種型線的螺桿真空泵無法設計較高的壓縮比。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是在吸取國內(nèi)外現(xiàn)有的螺旋式真空泵轉(zhuǎn)子型線優(yōu)缺點的基礎上，提供一種結(jié)構簡單、合理，嚴格完全密封、性能好，加工效率高的螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線。
[0004]一種螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線，用于平行軸反向外嚙合的成對螺桿轉(zhuǎn)子，型線端面設計成單頭，螺桿的頭數(shù)大于等于1.5頭，其特征在于，兩個螺桿轉(zhuǎn)子采用完全相同的五段曲線組成的端面型線，包括一段過渡曲線ab、一段過渡曲線a’ b’的共軛曲線be、一段齒根圓弧Cd、一段長幅外擺線de、一段齒頂圓弧ea，所述的過渡曲線ab與齒頂圓弧ea平滑過渡，所述的曲線be和齒根圓弧Cd平滑過渡，所述的過渡曲線a’b’與過渡曲線be設計成圓弧與擺線共軛或者擺線與圓弧共軛的過渡曲線，過渡曲線ab設計成圓弧時，對應的共軛的曲線b’ c’是擺線，過渡曲線be設計成圓弧時，對應的共軛的曲線a’b’是擺線，所述的長幅外擺線de與齒頂圓弧e’ a’上的e’點共軛。
[0005]在上述的螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線中，所述型線節(jié)圓半徑Rp=(Ra+Rb)/2，所述兩根螺桿的軸心距L=( Ra+Rb)，其中
K為齒頂圓弧半徑，A為齒根圓弧半徑。保證了兩根螺桿的齒面在嚙合點能夠完全貼合，
保證密封性。
[0006]本發(fā)明五段曲線過渡平滑，形成嚴格密封，可避免形成泄漏區(qū)，在嚙合過程中無內(nèi)部封閉區(qū)域，降低噪聲，節(jié)省驅(qū)動能源，同時由于圓弧或擺線過渡，使轉(zhuǎn)子的齒根與齒廓部位平滑連接，可以只用一把刀具一起加工齒根和齒廓，可有效降低制造成本，提升效益。本發(fā)明的齒根圓形成較大的包角，螺桿齒根部位寬帶較大，采用該型線的螺桿真空泵可以設計較高的壓縮比，螺桿齒根部位可以采用較大的刀具切削。應用本發(fā)明型線的干式螺桿真空泵，可廣泛應用于電子、半導體、化工、食品、航天等領域。
[0007]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0008]圖1是本發(fā)明一個實施例螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線的結(jié)構示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明一個實施例螺桿轉(zhuǎn)子軸向局部剖視圖。
[0010]圖3是本發(fā)明一個實施例螺桿轉(zhuǎn)子嚙合線軸向投影示意圖。
[0011]圖4是本發(fā)明一個實施例螺桿轉(zhuǎn)子空間嚙合線示意圖。
[0012]圖5是本發(fā)明一個實施例的變螺距螺桿轉(zhuǎn)子結(jié)構示意圖。
[0013]【具體實施方式】:
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]本發(fā)明是一種成對、共軛的、密封的螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線，如圖1，螺桿轉(zhuǎn)子I與螺桿轉(zhuǎn)子2采用完全相同的五段曲線組成的端面型線，該型線由一段過渡曲線ab、一段過渡曲線a’ b’的共軛曲線be、一段齒根圓弧Cd、一段長幅外擺線de、一段齒頂圓弧ea連接組成。所述的過渡曲線ab與齒頂圓弧ea平滑過渡，所述的曲線be和齒根圓弧cd平滑過渡。所述的過渡曲線a’ b’與過渡曲線be設計成圓弧與擺線共軛的過渡曲線，其特征在于，過渡曲線ab設計成圓弧，對應的共軛的曲線b’ c’是擺線；過渡曲線be設計成圓弧，對應的共軛的曲線a’ b’是擺線。所述的長幅外擺線de與齒頂圓弧e’ a’上的e’點共軛。
[0016]上述型線節(jié)圓半徑Rp=(Ra+Rb)/2;兩根螺桿的軸心距L=( Ra+Rb);其中4為齒頂圓弧半徑，4為齒根圓弧半徑，保證了兩根螺桿的齒面在嚙合點能夠完全貼合，保證密封性。
[0017]圖1的實施例中，兩螺桿轉(zhuǎn)子在相對嚙合滾動時，端面型線中，轉(zhuǎn)子2的端面型線a’b’與轉(zhuǎn)子I的曲線ab的共軛，轉(zhuǎn)子2的過渡曲線b’c’與轉(zhuǎn)子I的曲線ab的共軛，轉(zhuǎn)子2的齒根圓弧線c’ d’與轉(zhuǎn)子I的齒頂圓弧線ea共軛，轉(zhuǎn)子I的擺線de由轉(zhuǎn)子2的點e’形成，轉(zhuǎn)子2的擺線d’ e’由轉(zhuǎn)子I的點e形成。
[0018]當兩螺桿轉(zhuǎn)子相對嚙合滾動時，螺桿轉(zhuǎn)子I就會在螺桿轉(zhuǎn)子2上形成空間嚙合曲線3-4-5-6-7-8-9，如圖3、圖4所示。由于轉(zhuǎn)動是連續(xù)的，螺桿轉(zhuǎn)子的嚙合曲線阻斷了螺桿真空泵的輸入腔和輸出腔，且不斷地向前推進，從而排出型腔內(nèi)的氣體。
[0019]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，整個螺桿的頭數(shù)要大于等于1.5個。轉(zhuǎn)子I的型線中，齒根圓弧Cd與過渡曲線be過渡平滑，使得轉(zhuǎn)子在齒根12和齒廓10之間形成較大曲率平滑過渡，如圖3所示，即保證了轉(zhuǎn)子無泄漏區(qū)域，又構成了一個具有共同加工可能性的平滑曲面11，提高加工效率。
[0020]在變螺距設計中，設計成較大的壓縮比時，齒根圓弧有較大的包角，壓縮尾部的螺桿根部部位14可以使用較大尺寸的刀具切削加工，如圖5所示。
[0021]綜上所述，本發(fā)明的一種干式螺桿真空泵轉(zhuǎn)子型線可應用于成對的螺桿轉(zhuǎn)子，兩個轉(zhuǎn)子端面型線共軛，完全相同，螺桿轉(zhuǎn)子只需分別采用左旋和右旋，即可形成嚙合關系。應用本發(fā)明的干式螺桿真空泵轉(zhuǎn)子型線的螺桿真空泵，可廣泛應用于電子、半導體、化工、食品、航天等領域。
【權利要求】
1.一種螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線，用于平行軸反向外嚙合的成對螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于，兩個轉(zhuǎn)子采用完全相同的五段曲線組成的端面型線，該型線是由一段過渡曲線ab、一段過渡曲線a’ b’的共軛曲線be、一段齒根圓弧Cd、一段長幅外擺線de、一段齒頂圓弧ea連接形成，所述的過渡曲線a’ b’與過渡曲線be設計成圓弧與擺線共軛或者擺線與圓弧共軛的過渡曲線，所述的長幅外擺線de與齒頂圓弧e’ a’上的e’點共軛。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線，其特征在于，過渡曲線ab設計成圓弧，對應的共軛的曲線b’ c’是擺線。
3.根據(jù)權利要求1所述的螺旋式真空泵螺桿轉(zhuǎn)子型線，其特征在于，過渡曲線be設計成圓弧，對應的共軛的曲線a’ b’是擺線。
【文檔編號】F04C18/16GK204003452SQ201420436695
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權日:2014年8月5日
【發(fā)明者】巫修海 申請人:巫修海, 臺州職業(yè)技術學院