一種不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形的製作方法
2023-12-09 14:26:16 2
專利名稱：一種不等齒數的大流量高壓三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，涉及一種不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形。
背景技術：
上百年來，三螺杆泵螺杆的齒形無論是主動螺杆還是從動螺杆均由擺線組成，且均為雙頭螺杆。從動螺杆又細又長，剛性極差，且存在壓穩定問題。所以傳統的三螺杆泵輸出壓力低，比流量小。
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
本發明的目的是針對現有技術的不同，提供一種不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形，其一根螺杆的齒形為六頭的，另兩根為雙頭的。
為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下一種不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形，螺杆泵包括三根螺杆，兩根螺杆為雙頭螺杆，另一根螺杆為六頭螺杆；六頭螺杆的每頭螺杆的齒形相同，且沿圓周均勻分布，其中一頭由徑向直線段ab、廣義擺線bc、齒根圓弧線cd、廣義擺線de、徑向直線段ef和齒頂圓弧線fg順序連接而成；其中，齒頂圓弧線fg和齒根圓弧線cd都是以o1為圓心的圓弧；雙頭螺杆的兩頭螺杆的齒形相同，且沿圓周對稱分布，其中一頭由包絡線f』e』、廣義擺線a』f』、齒頂圓弧線a』b』、廣義擺線b』c』、包絡線c』d』和齒根圓弧線d』g』順序連接而成；其中，齒頂圓弧線a』b』和齒根圓弧線d』g』都是以o2為圓心的圓弧。雙頭螺杆上圓弧d』g』的弧度是六頭螺杆上圓弧fg的弧度的三倍，雙頭螺杆上圓弧a』b』的弧度是六頭螺杆上圓弧cd弧度的三倍。
進一步地，所述六頭螺杆的徑向直線段ab、ef也可為圓弧、擺線或漸開線。
進一步地，所述六頭螺杆齒形的導程是雙頭螺杆導程的三倍。
本發明的優點是密封線較短，密封性能好；輸出流量和輸出壓力成倍增加，效率高，運轉平穩，噪聲小；螺杆曲線簡單，加工方便，加工成本低；螺杆可以高速運轉。
圖1是本發明六頭螺杆的徑向截面圖；圖2是本發明雙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三根螺杆，兩根螺杆為雙頭螺杆，另一根螺杆為六頭螺杆。
圖1示出了本發明六頭螺杆徑向截面的形狀，六頭螺杆的每頭螺杆的齒形相同，且沿圓周均勻分布，其中一頭由徑向直線段ab、廣義擺線bc、齒根圓弧線cd、廣義擺線de、徑向直線段ef和齒頂圓弧線fg順序連接而成。其中，齒頂圓弧線fg和齒根圓弧線cd都是以o1為圓心的圓弧；齒根圓弧線cd的半徑和弧度均可調，徑向直線段ab和ef的長度可調，ab和ef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，其中一頭由包絡線f』e』、廣義擺線a』f』、齒頂圓弧線a』b』、廣義擺線b』c』、包絡線c』d』和齒根圓弧線d』g』順序連接而成；其中，齒頂圓弧線a』b』和齒根圓弧線d』g』都是以o2為圓心的圓弧。
雙頭螺杆的齒高(即雙頭螺杆的齒頂圓半徑與齒根圓半徑的差值)等於六頭螺杆的齒深(即六頭螺杆的齒頂圓半徑與齒根圓半徑的差值)。
雙頭螺杆上圓弧d』g』的弧度是六頭螺杆上圓弧fg的弧度的三倍，雙頭螺杆上圓弧a』b』的弧度是六頭螺杆上圓弧cd弧度的三倍。
六頭螺杆齒形的導程是雙頭螺杆的三倍，螺杆的長度略大於六頭螺杆的半導程，兩螺杆旋向相反。
當雙頭螺杆和六螺杆以3∶1的速比繞各自的圓心轉動時，六頭螺杆上廣義擺線bc和de分別是雙頭螺杆上的b』點和a』點在六頭螺杆上形成的共軛曲線，雙頭螺杆上廣義擺線a』f』和b』c』分別是六頭螺杆上的e點和b點在雙頭螺杆上形成的共軛曲線，包絡線f』e』和c』d』分別是六頭螺杆上的直線段ef和ab在雙頭螺杆上形成的共軛曲線。
圖3示出了本發明的兩螺杆對應的嚙合關係，六頭螺杆齒頂圓aj和齒根圓cd對應的嚙合曲線分別是雙頭螺杆的齒根圓d』g』和齒頂圓a』b』，雙頭螺杆上點a』和點b』分別對應於六頭螺杆上廣義擺線ef和廣義擺線bc，六頭螺杆上點b和點e分別對應於雙頭螺杆上廣義擺線b』c』和廣義擺線a』f』，六頭螺杆上徑向直線段ab和ef分別對應於雙頭螺杆上的包絡線c』d』和f』e』。
如圖4所示，當六頭螺杆位於中間，兩根雙頭螺杆位於兩邊，兩螺杆相對滾動時，六頭螺杆就會在雙頭螺杆上形成空間嚙合曲線，雙頭螺杆也會在六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
1.一種不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形，螺杆泵包括三根螺杆，其中，兩根螺杆為雙頭螺杆，另一根螺杆為六頭螺杆；其特徵在於，六頭螺杆的每頭螺杆的齒形相同，且沿圓周均勻分布，其中一頭由徑向直線段ab、廣義擺線bc、齒根圓弧線cd、廣義擺線de、徑向直線段ef和齒頂圓弧線fg順序連接而成；其中，齒頂圓弧線fg和齒根圓弧線cd都是以o1為圓心的圓弧。雙頭螺杆的兩頭螺杆的齒形相同，且沿圓周對稱分布，其中一頭由包絡線f』e』、廣義擺線a』f』、齒頂圓弧線a』b』、廣義擺線b』c』、包絡線c』d』和齒根圓弧線d』g』順序連接而成；其中，齒頂圓弧線a』b』和齒根圓弧線d』g』都是以o2為圓心的圓弧。雙頭螺杆上圓弧d』g』的弧度是六頭螺杆上圓弧fg的弧度的三倍，雙頭螺杆上圓弧a』b』的弧度是六頭螺杆上圓弧cd弧度的三倍。所述雙頭螺杆的齒高等於六頭螺杆的齒深。
2.根據權利要求1所述的不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形，其特徵在於，所述六頭螺杆的徑向直線段ab、ef也可為圓弧、擺線或漸開線。
3.根據權利要求1所述的不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形，其特徵在於，所述六頭螺杆齒形的導程是雙頭螺杆導程的三倍。
全文摘要
本發明公開了一種不等齒數的大流量高壓三螺杆泵的螺杆齒形，從動螺杆的齒形為雙頭的陽螺杆，主動螺杆的齒形為六頭的陰螺杆組成的一種新型齒形的螺杆。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F04C2/16GK1743675SQ20051006097
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, 陳光亮 申請人:陳行, 陳光亮