專利名稱：一種等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及螺桿式無油真空泵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子。
技術(shù)背景 無油螺桿泵具有抽速范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、抽氣腔元件無摩擦、壽命長、能耗低、無油污染等特點，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、醫(yī)藥、食品、化工等エ業(yè)領(lǐng)域。螺桿轉(zhuǎn)子是螺桿真空泵中最關(guān)鍵的抽氣部件，直接決定著泵的工作性能和使用壽命，其加工制造成本約占整個螺桿泵總成本近一半。螺桿轉(zhuǎn)子的型線設(shè)計則是整個螺桿泵設(shè)計中的最關(guān)鍵技木。其中單頭變螺距的螺桿轉(zhuǎn)子，因其具有內(nèi)部預(yù)壓縮的排氣方式，與等螺距螺桿轉(zhuǎn)子相比，具有突出的節(jié)能降噪優(yōu)點，因此備受無油螺桿真空泵的設(shè)計者和使用者的青睞。已有許多技術(shù)人員設(shè)計出了多種結(jié)構(gòu)形式的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子型線。盡管已有的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子型線的結(jié)構(gòu)構(gòu)成多種多樣，但其共同的結(jié)構(gòu)特征是隨著螺桿轉(zhuǎn)子的導(dǎo)程(節(jié)距)由吸氣端向排氣端逐漸變小的過程中，轉(zhuǎn)子齒型中的齒頂寬(以及對應(yīng)的齒根寬)也隨之等比例地逐漸變窄。由于轉(zhuǎn)子齒頂面與泵體內(nèi)表面之間的間隙是轉(zhuǎn)子排氣過程中氣體級間返流的最主要泄漏通道，而轉(zhuǎn)子齒型的齒頂寬則相當(dāng)于該泄漏通道的深度，齒頂寬越寬，泄漏通道越深，對級間泄漏的阻擋能力越強，則相鄰兩級之間的氣體返流量就越小。已有的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子型線的齒頂寬由吸氣端向排氣端逐漸變窄，則對級間泄漏的阻擋能力越來越弱。而螺桿真空泵在工作過程中，越靠近排氣端，氣體壓カ和級間壓力差就越大，結(jié)果出現(xiàn)在吸氣端級間壓カ差小時，齒型齒頂寬不必要地很大，反而導(dǎo)致泵的容積利用系數(shù)偏小；而在排氣端級間壓力差很大時，齒型齒頂寬反倒變小導(dǎo)致氣體返流量増大的不合理狀況。這直接造成螺桿真空泵的吸氣容積利用系數(shù)小和總體返流泄漏量大，從而導(dǎo)致螺桿真空泵的主要性能指標(biāo)極限真空度降低和實際抽氣速率下降的后果。如果在螺桿轉(zhuǎn)子型線設(shè)計過程中，有意保持轉(zhuǎn)子齒型齒頂寬始終不變，則可以有效地避免上述問題的出現(xiàn)，從而提高螺桿真空的抽氣性能指標(biāo)。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的是提供ー種等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，保證在轉(zhuǎn)子導(dǎo)程由排氣端的最小值隨螺旋展開角線性增大的過程中，轉(zhuǎn)子的齒頂寬始終保持不變，以使轉(zhuǎn)子具有更強的級間泄漏阻擋能力，降低氣體級間泄漏返流量，從而達(dá)到有利于提高真空泵的極限真空度和實際有效抽速的目的。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的ー種等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，由齒根面、斜齒面、齒頂面和過渡齒面依次連接構(gòu)成，轉(zhuǎn)子螺旋導(dǎo)程隨螺旋展開角由排氣端向吸氣端成線性増大，斜齒面的軸向?qū)挾入S之逐漸變大，而齒頂面的寬度始終保持不變。所述的齒根面、斜齒面、齒頂面和過渡齒面，是由齒根圓曲線、漸開線曲線、齒頂圓曲線和過渡段曲線依次連接構(gòu)成的端面型線作變螺距螺旋展開而生成。[0009]以螺桿轉(zhuǎn)子排氣端面的軸心作為坐標(biāo)原點，以轉(zhuǎn)子軸線指向轉(zhuǎn)子吸氣端方向為Z軸正向，建立描述轉(zhuǎn)子型線的直角坐標(biāo)系Oxyz，本實用新型的齒根圓曲線、漸開線曲線、齒頂圓曲線和過渡段曲線滿足如下條件所述的齒根圓段曲線，滿足如下公式
權(quán)利要求1.一種等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于該螺桿轉(zhuǎn)子的齒型面由齒根面(5)、斜齒面￠)、齒頂面(7)和過渡齒面(8)依次連接構(gòu)成，轉(zhuǎn)子螺旋導(dǎo)程(P1，P2，P3)隨螺旋展開角由排氣端向吸氣端成線性增大，斜齒面(6)的軸向?qū)挾?L1，L2，L3)隨之逐漸變大，而齒頂面(7)的寬度(B1，B2，B3)始終保持不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的齒根面(5)、斜齒面(6)、齒頂面(7)和過渡齒面(8)，是由齒根圓曲線(abc)、漸開線曲線(cde)、齒頂圓曲線(efg)和過渡段曲線(gha)依次連接構(gòu)成的端面型線作變螺距螺旋展開而生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的端面型線在變螺距展開過程中，漸開線曲線(cde)的基圓直徑由排氣端向吸氣端呈逐漸變小，漸開線曲線(cde)所占據(jù)的角度逐漸增大，而齒頂圓曲線(efg)及齒根圓曲線(abc)所占據(jù)的角度逐漸減小，在轉(zhuǎn)子的螺旋導(dǎo)程隨螺旋展開角成正比變化的情況下，轉(zhuǎn)子齒形面的齒頂寬和齒根寬始終不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于所述的螺旋導(dǎo)程P與螺旋展開角τ之間的關(guān)系滿足如下公式
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于端面型線中的漸開線曲線(cde)連接于齒根圓曲線(abc)和齒頂圓曲線(efg)之間，該漸開線曲線(cde)的發(fā)生圓直徑a(T)由排氣端向吸氣端隨螺旋展開角τ逐漸變小，滿足如下公式
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于端面型線中連接齒頂圓曲線(efg)和齒根圓曲線(abc)的過渡段曲線(gha)為具有自嚙合特性的任意曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，其特征在于轉(zhuǎn)子螺旋展開方向為左旋或右旋。
專利摘要一種等齒頂寬的單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子，由齒根面、斜齒面、齒頂面和過渡齒面依次連接構(gòu)成，轉(zhuǎn)子螺旋導(dǎo)程隨螺旋展開角由排氣端向吸氣端成線性增大，斜齒面的軸向?qū)挾入S之逐漸變大，而齒頂面的寬度始終保持不變。與已有的各種單頭變螺距螺桿轉(zhuǎn)子相比，該型線轉(zhuǎn)子在吸氣端的齒頂寬度相對較小，從而形成更大的級間吸氣容積，有較大的容積利用系數(shù)，因此在相同的結(jié)構(gòu)參數(shù)下具有更大的理論抽速；反之，該型線轉(zhuǎn)子在排氣端的齒頂寬度卻相對較大，具有更強的級間泄漏阻擋能力，能夠使氣體級間泄漏返流量降低，從而有利于提高真空泵的極限真空度和實際有效抽速。
文檔編號F04C29/00GK202756246SQ201220402680
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者張世偉, 王德喜, 趙晶亮, 張志軍 申請人:遼陽博仕流體設(shè)備有限公司, 東北大學(xué)