本發(fā)明屬于壓縮機(jī)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及渦旋壓縮機(jī)渦旋齒型線。

背景技術(shù)：

渦旋式機(jī)械具有振動(dòng)噪聲小、零部件少、無(wú)吸排氣閥、效率高的特點(diǎn)，在空調(diào)、制冷領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；渦旋齒型線的設(shè)計(jì)對(duì)于渦旋壓縮機(jī)的性能影響很大。

中國(guó)申請(qǐng)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00910016941.3)，公開(kāi)了一種渦旋式氣液混輸泵，其渦旋齒型線的主要特征由四段構(gòu)成，包括外側(cè)變徑基圓漸開(kāi)線，內(nèi)側(cè)變徑基圓漸開(kāi)線，但該發(fā)明中渦旋齒型線采用的是基圓漸開(kāi)線和變徑基圓漸開(kāi)線，動(dòng)渦旋齒和靜渦旋齒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在嚙合間隙，且齒頭尖端不參與嚙合；中國(guó)申請(qǐng)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?01110308948.X)，公開(kāi)了一種噴液渦旋壓縮機(jī)的渦旋齒形線，其渦旋齒主要型線特征有三段渦旋型線組成，包括外側(cè)變徑基圓漸開(kāi)線，內(nèi)側(cè)中心處變徑基圓漸開(kāi)線，內(nèi)側(cè)外圈變徑基圓漸開(kāi)線的法相等距曲線，該發(fā)明中渦旋齒型線采用了變徑基圓漸開(kāi)線和變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線，動(dòng)渦旋齒和靜渦旋齒存在嚙合間隙，且齒頭尖端不參與嚙合。

為了解決漸變壁厚渦旋齒工作過(guò)程不全嚙合且漸變壁厚渦旋齒型線設(shè)計(jì)復(fù)雜的問(wèn)題，進(jìn)而增大渦旋壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，提高面積利用率，增加渦旋齒的強(qiáng)度，本發(fā)明提出的一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒。采用變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線和基圓漸開(kāi)線的等距曲線的組合型線，實(shí)現(xiàn)渦旋齒厚度δ從外圈到中心逐漸增大；在工作過(guò)程中，動(dòng)渦旋齒和靜渦旋齒實(shí)現(xiàn)完全正確嚙合；可以增大渦旋壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，增加壓縮比，增大排氣區(qū)域渦旋齒的強(qiáng)度，提高面積利用率，有利于渦旋齒的設(shè)計(jì)和加工，改善渦旋齒工作性能，對(duì)于豐富渦旋壓縮機(jī)的型線設(shè)計(jì)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決漸變壁厚渦旋齒工作過(guò)程不全嚙合且漸變壁厚渦旋齒型線設(shè)計(jì)復(fù)雜的問(wèn)題，增大渦旋壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，增加壓縮比，滿足不同壓力腔對(duì)應(yīng)的不同轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的要求，增加渦旋齒的強(qiáng)度，提高面積利用率，提出一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

外圈渦旋齒內(nèi)側(cè)和外側(cè)嚙合型線是變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線，渦旋齒中心的內(nèi)側(cè)和外側(cè)嚙合型線是基圓漸開(kāi)線的等距曲線；靜渦旋齒(1)的嚙合型線包括4段光滑連接的曲線，依次為：第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH、第一圓漸開(kāi)線的等距曲線FG、第二圓漸開(kāi)線的等距曲線GM和第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線MN；渦旋齒厚度δ從外圈到中心逐漸增大，最外圈處的渦旋齒厚度最小，渦旋齒中心處的厚度最大。

靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)的嚙合型線完全相同；靜渦旋齒(1)相對(duì)中心O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°后與動(dòng)渦旋齒(2)完全重合；靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)之間，存在中線EDOde，其中左側(cè)中線ODE由第一圓漸開(kāi)線OD和第一變徑基圓漸開(kāi)線DE組成；第一基圓漸開(kāi)線OD的基圓中心是點(diǎn)O₁，第一變徑基圓漸開(kāi)線DE的變徑基圓中心是中心O點(diǎn)；第一圓漸開(kāi)線OD通過(guò)中心O點(diǎn)，第一圓漸開(kāi)線OD和第一變徑基圓漸開(kāi)線DE在D點(diǎn)光滑連接；右側(cè)中線Ode和左側(cè)中線EDO相對(duì)中心O點(diǎn)180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱；動(dòng)渦旋齒(2)和靜渦旋齒(1)的嚙合型線是由中線EDOde分別向內(nèi)、外側(cè)法向等距生成，法向等距的距離為曲軸回轉(zhuǎn)半徑的一半。

靜渦旋齒(1)外圈的外側(cè)第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH和內(nèi)側(cè)第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線NM的變徑基圓中心為中心O點(diǎn)；靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)的嚙合型線完全相同；靜渦旋齒(1)相對(duì)中心O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°后與動(dòng)渦旋齒(2)完全重合；動(dòng)渦旋齒(2)在公轉(zhuǎn)平動(dòng)的工作過(guò)程中，動(dòng)渦旋齒(2)型線和靜渦旋齒(1)型線實(shí)現(xiàn)完全正確嚙合，即靜渦旋齒(1)上的第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH、第一圓漸開(kāi)線的等距曲線FG、第二圓漸開(kāi)線的等距曲線MG、第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線NM分別與動(dòng)渦旋齒(2)上第四變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線nm、第四圓漸開(kāi)線的等距曲線mg、第三圓漸開(kāi)線的等距曲線fg、第三變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線fh實(shí)現(xiàn)完全正確嚙合。

一種渦旋壓縮機(jī)，使用本發(fā)明所提出的一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒。

一種渦旋真空泵，使用本發(fā)明所提出的一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒。

一種渦旋膨脹機(jī)，使用本發(fā)明所提出的一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒。

本發(fā)明一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒型線的有益效果：

①組成渦旋齒的型線能夠光滑連接，在渦旋壓縮機(jī)工作過(guò)程中，靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)的型線可以完全正確嚙合，是全嚙合型線。

②渦旋齒從外圈到中心是漸變壁厚，所組成的吸氣區(qū)域工作腔壓力低，渦旋齒強(qiáng)度低；所組成的排氣區(qū)域工作腔壓力高，渦旋齒的強(qiáng)度高。

③渦旋齒外圈壁厚小，有利于增加吸氣容積，增加渦旋壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，提高渦旋齒的面積利用率。

④渦旋齒排氣區(qū)域等距曲線的組合，使得排氣區(qū)域壓縮腔更小，排氣腔壓力更高，有利于增加壓縮比。

⑤渦旋齒采用圓漸開(kāi)線的等距曲線和變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有利于渦旋齒設(shè)計(jì)和加工。

附圖說(shuō)明

圖1是一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒圖。

圖2(a)是靜渦旋齒(1)圖。

圖2(b)是動(dòng)渦旋齒(2)圖。

圖3是形成動(dòng)渦旋齒(2)和靜渦旋齒(1)的中線圖。

圖4是動(dòng)渦旋齒(2)和靜渦旋齒(1)的嚙合過(guò)程圖。

圖中：曲線FH—第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線FG—第一圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線MG—第二圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線NM—第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線nm—第四變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線mg—第四圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線fg—第三圓漸開(kāi)線的等距曲線；曲線fh—第三變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線；1—靜渦旋齒；2—?jiǎng)訙u旋齒；曲線OD—第一基圓漸開(kāi)線；曲線Od—第二基圓漸開(kāi)線；曲線DE—第一變徑基圓漸開(kāi)線；曲線de—第二變徑基圓漸開(kāi)線；gc₁是Ob₁向內(nèi)側(cè)法向等距生成型線；Gc₂是Ob₂向內(nèi)側(cè)法向等距生成型線；Ga₁是Ob₁向外側(cè)法向等距生成型線；ga₂是Ob₂向外側(cè)法向等距生成型線；d₁d₂是基圓O₁和基圓O₂的的公切線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，為一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒圖，其外圈渦旋齒的內(nèi)側(cè)和外側(cè)嚙合型線是變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線，其渦旋齒中心外的內(nèi)外側(cè)嚙合型線是圓漸開(kāi)線的等距曲線；靜渦旋齒(1)的嚙合型線包括4段光滑連接的曲線，依次為：第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH、第一圓漸開(kāi)線的等距曲線FG、第二圓漸開(kāi)線的等距曲線GM和第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線MN。靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)的型線完全相同，即靜渦旋齒(1)相對(duì)中心O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180°后與動(dòng)渦旋齒(2)完全重合；動(dòng)渦旋齒(2)在公轉(zhuǎn)平動(dòng)的工作過(guò)程中，動(dòng)渦旋齒(2)型線和靜渦旋齒(1)型線實(shí)現(xiàn)完全正確嚙合，即靜渦旋齒(1)上的第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH、第一圓漸開(kāi)線的等距曲線FG、第二圓漸開(kāi)線的等距曲線MG、第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線NM和動(dòng)渦旋齒(2)上第四變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線nm、第四圓漸開(kāi)線的等距曲線mg、第三圓漸開(kāi)線的等距曲線fg、第三變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線fh。

圖1中，在靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)的公轉(zhuǎn)中心位置處，存在中線EDOde；左側(cè)中線EDO和右側(cè)中線Ode相對(duì)中心O點(diǎn)180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱；第一圓漸開(kāi)線OD和第二圓漸開(kāi)線Od的中心分別是點(diǎn)O₁和點(diǎn)O₂，基圓O₁和基圓O₂的公切線d₁d₂過(guò)中心O點(diǎn)；第一變徑基圓漸開(kāi)線DE和第二變徑基圓漸開(kāi)線de是中心O點(diǎn)，gc₁和Ga₁是Ob₁分別向內(nèi)外兩側(cè)法向等距生成型線，ga₂和Gc₂是Ob₂分別向內(nèi)外兩側(cè)法向等距生成型線；動(dòng)渦旋齒(2)和靜渦旋齒(1)的嚙合型線是由中線EDOde分別向內(nèi)、外側(cè)法相等距生成：第一基圓漸開(kāi)線OD向內(nèi)側(cè)和外側(cè)偏置生成第三圓漸開(kāi)線的等距曲線fg和第二圓漸開(kāi)線的等距曲線MG，第二基圓漸開(kāi)線Od向內(nèi)側(cè)和外側(cè)偏置生成第一圓漸開(kāi)線的等距曲線FG和第四圓漸開(kāi)線的等距曲線mg，第一變徑基圓漸開(kāi)線DE向內(nèi)側(cè)和外側(cè)偏置生成第三變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線fh和第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線NM，第二變徑基圓漸開(kāi)線de向內(nèi)側(cè)和外側(cè)偏置生成第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH和第四變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線nm，法相等距距離為曲軸回轉(zhuǎn)半徑的一半；MDf三點(diǎn)共線和圓O₁相切，mdF三點(diǎn)共線和圓O₂相切。

如圖2所示，圖(a)和圖(b)分別為靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)，靜渦旋齒(1)和動(dòng)渦旋齒(2)厚度δ從外圈到中心逐漸增大，最外圈處的渦旋齒厚度最小，渦旋齒中心處的厚度最大。

如圖3所示，左側(cè)中線ODE由第一圓漸開(kāi)線OD和第一變徑基圓漸開(kāi)線DE組成；第一圓漸開(kāi)線OD的中心是O₁點(diǎn)，第一變徑基圓漸開(kāi)線DE的中心是O點(diǎn)；第一圓漸開(kāi)線OD和第一變徑基圓漸開(kāi)線DE組成在D點(diǎn)光滑連接；以O(shè)₁為中心的基圓漸開(kāi)線是曲線COD,以O(shè)為中心的變徑基圓漸開(kāi)線是曲線KDE；第一圓漸開(kāi)線OD過(guò)中線O點(diǎn)和D點(diǎn)，AB是第一變徑基圓漸開(kāi)線DE的法線，AB是第一圓漸開(kāi)線OD的法線，交點(diǎn)為D點(diǎn)。

本發(fā)明的一種全嚙合的漸變壁厚渦旋齒，其特征是：

左側(cè)中線EDO的第一圓漸開(kāi)線OD方程

第一圓漸開(kāi)線的等距型線FG方程

第二圓漸開(kāi)線的等距型線MG方程

左側(cè)中線EDO的第一變徑基圓漸開(kāi)線DE方程

第一變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線FH方程

第二變徑基圓漸開(kāi)線的等距曲線MN方程

其余渦旋齒型線生成和上述型線相同,都是由中線生成對(duì)應(yīng)渦旋齒型線。式中：R_b—基圓半徑，mm；R₁—變徑基圓半徑參數(shù)，mm；x_O1、y_O1為基圓漸開(kāi)線的圓心O₁點(diǎn)的坐標(biāo)；t—角度變化參數(shù)，rad；C₁、C₂、C₃、D₁、D₂、D₃、D₄—常數(shù)。

如圖4所示，動(dòng)渦旋(2)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和靜渦旋齒(1)可以實(shí)現(xiàn)完全正確的嚙合；在嚙合工作過(guò)程中，動(dòng)渦旋齒(2)的公轉(zhuǎn)平動(dòng)可以使壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)吸氣過(guò)程，壓縮過(guò)程到排氣過(guò)程，圖4(a)、(b)、(c)、(d)表示動(dòng)渦旋齒(2)和靜渦旋齒(1)嚙合過(guò)程中曲軸旋轉(zhuǎn)角度分別是20°、110°、200°、290°；漸變壁厚的渦旋齒可以使吸氣容積更大；在工作過(guò)程中，由于渦旋齒厚度由外圈到中心逐漸增大，有利于增加壓縮比，增加渦旋齒強(qiáng)度。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。