一種大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形的製作方法
2023-07-08 12:44:11
專利名稱：一種大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形的製作方法
技術領域：
本發明涉及機械零件設計加工技術領域，特別地，涉及一種大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形。
背景技術：
雙螺杆泵螺杆的齒形有擺線齒形(專利號99201251.1)、阿基米德螺旋線螺杆齒形(專利號96236524.6)及漸開線齒形等。但所有上述齒形均為單頭的，且兩螺杆的橫截面均相同。少數的雙螺杆泵螺杆的齒形也有雙頭的，但兩根螺杆都是雙頭的，齒數相等，橫截面形狀相同，且不能完全密封。無論是單頭的還是雙頭的螺杆，它們的共同缺點是1、比流量小，2、輸出壓力低。
本發明的齒形與上述各種齒形相比，比流量和輸出壓力成倍增大，而加工仍較方便。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形，其一根螺杆的齒形為單頭的，另一根為雙頭的。
為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下一種大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形，螺杆泵包括兩個螺杆，一根螺杆為單頭螺杆，另一根螺杆為雙頭螺杆；單頭螺杆徑向截面由齒頂圓弧線a』b』、廣義擺線a』f』、包絡線f』e』、齒根圓弧線d』e』、包絡線c』d』、廣義擺線b』c』順序連接而成；其中，齒頂圓弧線a』b』和齒根圓弧線d』e』都是以o2為圓心的圓弧，齒頂圓弧線a』b』的半徑是齒根圓弧線d』e』半徑的兩倍；雙頭螺杆徑向截面由齒頂圓弧線aj、徑向直線段jk、廣義擺線ki、齒根圓弧線hi、廣義擺線1h、徑向直線段gl、齒頂圓弧線fg、徑向直線段ef、廣義擺線de、齒根圓弧線cd、廣義擺線bc和徑向直線段ab順序連接而成；其中，齒頂圓弧線aj、fg和齒根圓弧線cd、hi都是以o1為圓心的圓弧；所述單頭螺杆上圓弧d』e』的弧度是雙頭螺杆上圓弧aj的弧度的兩倍，單頭螺杆上圓弧a』b』的弧度是雙頭螺杆上圓弧cd弧度的兩倍；所述單頭螺杆的齒高等於雙頭螺杆的齒深。
進一步地，所述徑向直線段ab、ef、jk、gl也可為圓弧、擺線或漸開線。
進一步地，所述雙頭螺杆的導程是單頭螺杆導程的兩倍。
本發明的有益效果是密封線較短，密封性能好；輸出流量和輸出壓力成倍增加，效率高，噪聲小；螺杆曲線簡單，加工方便，加工成本低。
圖1是本發明雙頭螺杆的徑向截面圖；圖2是本發明單頭螺杆的徑向截面圖；圖3是圖1和圖2所示的兩個螺杆作滾動時嚙合狀態圖；圖4是圖1和圖2所示的兩個螺杆作滾動時嚙合曲線圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發明作詳細的說明。
本發明的螺杆泵包括兩個螺杆，一根螺杆為單頭螺杆，另一根螺杆為雙頭螺杆。
圖1示出了本發明的雙頭螺杆徑向截面的形狀，雙頭螺杆的兩頭螺杆的齒形相同，且沿圓周對稱分布，齒頂圓弧線aj和fg是以o1為圓心的圓弧，齒根圓弧線cd和hi是以o1為圓心的圓弧，齒頂圓弧線aj一端a點和齒根圓弧線cd一端c點間由徑向直線段ab和廣義擺線bc組成，齒頂圓弧線fg一端f點和齒根圓弧線cd另一端d點間由徑向直線段ef和廣義擺線de組成；齒頂圓弧線aj一端j點和齒根圓弧線hi一端i點間由徑向直線段jk和廣義擺線ki組成，齒頂圓弧線fg一端g點和齒根圓弧線hi另一端h點間由徑向直線段gl和廣義擺線1h組成。齒根圓弧線cd和hi的半徑和弧度均可調，其弧度的極限值為零，徑向直線段ab，ef，gl和jk的長度可調，ab，ef，gl和jk也可為圓弧、擺線、漸開線或其他曲線，也可省略。
圖2示出了本發明的單頭螺杆徑向截面的形狀，齒頂圓弧線a』b』是以o2為圓心的圓弧，齒根圓弧線d』e』是以o2為圓心的圓弧，齒頂圓弧線a』b』一端a』點和齒根圓弧線d』e』一端e』點間由廣義擺線a』f』和包絡線f』e』組成，齒根圓弧線d』e』另一端d』點和齒頂圓弧線a』b』另一端b』點間由廣義擺線b』c』和包絡線c』d』組成，齒頂圓弧線a』b』的半徑是齒根圓弧線d』e』半徑的兩倍。
圖2所示單頭螺杆的單頭螺杆上圓弧d』e』的弧度是圖1所示雙頭螺杆上圓弧aj的弧度的兩倍，單頭螺杆上圓弧a』b』的弧度是雙頭螺杆上圓弧cd弧度的兩倍，當單頭螺杆和雙頭螺杆以21的速比繞各自的圓心轉動時，雙頭螺杆上廣義擺線bc和de分別是單頭螺杆上的b』點和a』點在雙頭螺杆上形成的共軛曲線，單頭螺杆上廣義擺線a』f』和b』c』分別是雙頭螺杆上的e點和b點在單頭螺杆上形成的共軛曲線，包絡線f』e』和c』d』分別是雙頭螺杆上的直線段ef和ab在單頭螺杆上形成的共軛曲線。
單頭螺杆的齒高(即單頭螺杆的齒頂圓半徑與齒根圓半徑的差值)等於雙頭螺杆的齒深(即雙頭螺杆的齒頂圓半徑與齒根圓半徑的差值)。雙頭螺杆齒形的導程是單頭螺杆的兩倍，螺杆的長度略大於雙頭螺杆的導程，兩螺杆旋向相反。
圖3示出了本發明的兩螺杆對應的嚙合關係，雙頭螺杆齒頂圓aj和齒根圓cd對應的嚙合曲線分別是單頭螺杆的齒根圓d』e』和齒頂圓a』b』，單頭螺杆上點a』和點b』分別對應於雙頭螺杆上廣義擺線de和廣義擺線bc，雙頭螺杆上點b和點e分別對應於單頭螺杆上廣義擺線b』c』和廣義擺線a』f』，雙頭螺杆上徑向直線段ab和ef分別對應於單頭螺杆上的包絡線c』d』和f』e』。
如圖4所示，當兩螺杆相對滾動時，雙頭螺杆就會在單頭螺杆上形成空間嚙合曲線，單頭螺杆也會在雙頭螺杆上形成相應的嚙合曲線。由於轉動是連續的，兩條嚙合曲線阻斷了泵的輸入腔和輸出腔，且不斷地向前推進，從而產生壓縮流體。
上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形，螺杆泵包括兩個螺杆，一根螺杆為單頭螺杆，另一根螺杆為雙頭螺杆，其特徵在於，單頭螺杆徑向截面由齒頂圓弧線a』b』、廣義擺線a』f』、包絡線f』e』、齒根圓弧線d』e』、包絡線c』d』、廣義擺線b』c』順序連接而成；其中，齒頂圓弧線a』b』和齒根圓弧線d』e』都是以o2為圓心的圓弧，齒頂圓弧線a』b』的半徑是齒根圓弧線d』e』半徑的兩倍。雙頭螺杆徑向截面由齒頂圓弧線aj、徑向直線段jk、廣義擺線ki、齒根圓弧線hi、廣義擺線1h、徑向直線段gl、齒頂圓弧線fg、徑向直線段ef、廣義擺線de、齒根圓弧線cd、廣義擺線bc和徑向直線段ab順序連接而成；其中，齒頂圓弧線aj、fg和齒根圓弧線cd、hi都是以o1為圓心的圓弧。所述單頭螺杆上圓弧d』e』的弧度是雙頭螺杆上圓弧aj的弧度的兩倍，單頭螺杆上圓弧a』b』的弧度是雙頭螺杆上圓弧cd弧度的兩倍。所述單頭螺杆的齒高等於雙頭螺杆的齒深。
2.根據權利要求1所述的大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形，其特徵在於，所述雙頭螺杆徑向直線段ab、ef、jk、gl也可為圓弧、擺線或漸開線。
3.根據權利要求1所述的大流量高壓雙螺杆泵的螺杆齒形，其特徵在於，所述雙頭螺杆的導程是單頭螺杆導程的兩倍。
全文摘要
本發明公開了一種大流量雙螺杆泵的螺杆齒形，一根螺杆為單頭螺杆，另一根螺杆為雙頭螺杆。用在螺杆泵中密封線較短，密封性能好；輸出流量和輸出壓力成倍增加，效率高，噪聲小；螺杆曲線簡單，加工方便，加工成本低。
文檔編號F04C2/00GK1743678SQ20051006097
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者陳行 申請人:浙江大學