新型非对称双螺杆型线、双螺杆压缩机及热泵 |
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申请号 | CN201410448876.2 | 申请日 | 2014-09-04 | 公开(公告)号 | CN104454541A | 公开(公告)日 | 2015-03-25 |
申请人 | 上海偌托新能源科技有限公司; | 发明人 | 刘佰达; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种新型非对称双螺杆型线,其特征在于,包括阴螺杆和阳螺杆;所述阴螺杆和阳螺杆均为6∶5多齿螺杆;所述阳螺杆与所述阴螺杆共轭 啮合 。根据本发明中的双螺杆型线 原型 方程,可更准确进行批量生产制造从而达到高 精度 空间啮合,获得了更加优异的能效比。本发明中的双螺杆具有如下效果:组成齿形曲线均为圆弧或圆弧包络线, 接触 线短,啮合平稳, 密封性 好,效率高,便于磨削和 铣削 加工。本发明中的新型双螺杆型线,既可以用于 压缩机 ,也可以用于 热 泵 。 | ||||||
权利要求 | 1.新型非对称双螺杆型线,其特征在于,包括阴螺杆和阳螺杆;所述阴螺杆和阳螺杆均为多齿螺杆;所述阳螺杆与所述阴螺杆相啮合;所述阴螺杆的端面齿形,沿所述阴螺杆的圆周方向阵列分布;其中每个齿的齿形依次由圆弧段a2-e2、圆弧段a2-b2;圆弧共轭线段b2-c2;椭圆线段d2-e2组成;所述阴螺杆该齿的型线方程如下: |
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说明书全文 | 新型非对称双螺杆型线、双螺杆压缩机及热泵技术领域背景技术[0002] 型线的演变和优化主要反映在型线段的参数方程组成关系,反映在中心距、齿数比、齿高系数等参数的选择。同时优化主机的气密性、面积利用系数、工艺性、刚度与强度等综合指标。传统根据若干个离散点利用现代计算机和加工技术结合应用样条函数,得出光滑拟合曲线,再求此光滑曲线的共轭曲线。以达到型线无限接近理想的逼近。但由于缺少原型方程,无法导入加工和检测程序以提高精度。 发明内容[0003] 本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足,提供一种新型非对称双螺杆型线的原型方程式及参数。 [0004] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案实现: [0005] 新型非对称双螺杆型线,其特征在于,包括阴螺杆和阳螺杆;所述阴螺杆和阳螺杆均为多齿螺杆;所述阳螺杆与所述阴螺杆相啮合;所述阴螺杆的多个齿的齿形相同,沿所述阴螺杆的圆周方向阵列分布;其中一个齿的齿形依次由圆弧段a2-e2、圆弧段a2-b2;圆弧共轭线段b2-c2;椭圆线段d2-e2组成;所述阴螺杆型线方程如下: [0006] 圆弧段a2~e2’: [0007] [0008] 圆弧段a2~b2: [0009] [0010] 圆弧共轭线段b2~c2: [0011] [0012] [0013] 圆弧段c2~d2: [0014] [0015] 椭圆线段d2~e2: [0016] [0017] 所述阳螺杆的多个齿的齿形相同,沿所述阳螺杆的圆周方向阵列分布;其中一个齿的齿形依次由圆弧段a1-e1′、圆弧共轭线段a1-g、圆弧段g-c1、圆弧段c1-d1、椭圆线段d1-e1依次组成;所述阳螺杆型线方程如下: [0018] 圆弧段a1~e1’: [0019] [0020] 圆弧段g~C1: [0021] [0022] 圆弧共轭线段a1~g: [0023] [0024] -92°≤t1≤20° R7=C7*D0 [0025] [0026] 圆弧段c1~d1: [0027] [0028] 椭圆线段d1~e1: [0029] [0031] 优选地是,所述阴螺杆的齿数多于所述阳螺杆的齿数,齿数比为6∶5。 [0032] 优选地是,所述阳螺杆为五齿螺杆。 [0033] 优选地是,所述阴螺杆为六齿螺杆。 [0034] 优选地是,所述阴螺杆的齿数大于所述阳螺杆的齿数。 [0035] 本发明的目的之二是为了克服现有技术中的不足,提供一种新型的双螺杆压缩机。 [0036] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案实现: [0037] 双螺杆压缩机,其特征在于,包括前述的新型非对称双螺杆型线。 [0038] 本发明的目的之三是为了克服现有技术中的不足,提供一种新型的热泵。 [0039] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案实现: [0040] 一种热泵,其特征在于,包括前述的新型非对称双螺杆型线。 [0041] 本发明中的新型非对称双螺杆型线特点:非对称,全圆光滑过渡,便于铣削、磨削加工,根据共轭原理可直接导出刀具型线,便于刀具的设计与制造,面积利用系数大,噪音更低,振动小,节约能耗,寿命更长。 [0042] 本发明提供螺杆型线原型方程的推导设计,可以很方便让CNC通过编程型线方程程序直接导入加工和检测程序。通过本发明的技术方案,可以做到百分百实物原型,精确地比对检验和加工,进而提高齿形精度。 [0043] 本发明提供了新型非对称双螺杆型线原型方程,据此可以进一步求得啮合线方程、螺旋齿面方程。这对于定量分析计算转子型线的要素,如接触线长度、泄漏三角形面积大小、封闭容积大小,以及齿间面积大小创造了便利的条件。由上可知,该方法对于由圆弧及圆弧包络线组成的转子型线方程分析以及性能指标分析都很有实际参考意义。 [0044] 根据本发明中的螺杆型线,阴阳螺杆的端面齿形为共轭曲线,接触线连续(在端平面上表现为啮合线封闭)能够满足气密性要求。啮合线顶点尽量接近两螺杆外圆的交点,能够使得泄漏尽量少。封闭容积小,可增大面积利用系数。减少了接触线长度,便于加工制造。 [0045] 根据本发明中的双螺杆型线原型方程,可更准确进行批量生产制造从而达到高精度空间啮合,获得了更加优异的能效比。本发明中的双螺杆具有如下效果: [0046] (1)、组成齿曲线均为圆弧或圆弧包络线,接触线短,啮合平稳,密封性好,效率高,便于磨削和铣削加工; [0047] (2)、各组成曲线间光滑连接,型线上无尖点,便于加工和检测,流线性好,噪声低; [0049] (4)、齿高半径和齿顶高合理,面积利用系数大,获得更大的排气量; [0050] (5)、这些转子齿形都是由圆弧和圆弧包络线组成的,可以在转子间完全实现“曲面对曲面”的密封,有利于流体动力润滑油膜的形成,降低通过接触线的横向泄漏,提高优异的能效比,便于刀具的设计与制造,同时又改善了转子的加工性能,便于采用磨削、铣削加工.通过用软件动态模拟两转子齿面的空间啮合运动过程,没有出现齿面相互干涉现象,法向间隙均匀流畅。 [0052] 图1为本发明中的阴螺杆型线结构示意图。 [0053] 图2为本发明中的阳螺杆型线结构示意图。 [0054] 图3为本发明中的新型非对称双螺杆型线结构示意图。 具体实施方式[0055] 下面结合实施例对本发明进行详细的描述。 [0056] 如图1至图3所示,新型非对称双螺杆型线,包括阴螺杆10和阳螺杆20。所述阴螺杆10和阳螺杆20均为多齿螺杆。所述阴螺杆10的齿数多于所述阳螺杆20的齿数。在如图所示的示例中,所述阴螺杆10为六齿螺杆,其沿圆周方向阵列分布有六个齿11。所述阳螺杆20为五齿螺杆,其沿圆周方向均匀分布有五个齿21。图1中,O1为阳螺杆圆心,W1为阳螺杆旋转方向。O2为阴螺杆圆心,W2为阴螺杆旋转方向。 [0057] 阳螺杆20与阴螺杆10相啮合。阴螺杆10的多个与齿11的齿形相同,沿阴螺杆10的圆周方向阵列分布。其中一个齿11的齿形依次由圆弧段a2-e2、圆弧段a2-b2;圆弧共轭线段b2-c2;椭圆线段d2-e2组成;所述阴螺杆型线方程如下: [0058] 圆弧段a2~e2’: [0059] [0060] 圆弧段a2~b2: [0061] [0062] 圆弧共轭线段b2~c2: [0063] [0064] [0065] 圆弧段c2~d2: [0066] [0067] 椭圆线段d2~e2: [0068] [0069] 阳螺杆20的多个齿与21的齿形相同,沿阳螺杆20的圆周方向阵列分布。其中一个齿21的齿形依次由圆弧段a1-e1′、圆弧共轭线段a1-g、圆弧段g-c1、圆弧段c1-d1、椭圆线段d1-e1依次组成;所述阳螺杆20型线方程如下: [0070] 圆弧段a1~e1’: [0071] [0072] 圆弧段g~C1: [0073] [0074] 圆弧共轭线段a1~g: [0075] [0076] -92°≤t1≤20° R7=C7*D0 [0077] [0078] 圆弧段c1~d1: [0079] [0080] 椭圆线段d1~e1: [0081] [0082] 方程式中对应参数表如下: [0083]参数名称 参数符号 对应系数符号 中心距 A C0 阳转子节圆半径 r1t C1 阴转子节圆半径 r2t C2 阳转子外径 D1 阴转子外径 D2 销齿圆弧半径 R3 C3 阴转子椭圆线长轴 a C4 阴转子椭圆线短轴 b C5 阳转子前齿齿顶半径 R6 C6 阴转子前齿齿顶半径 R7 C7 长径比 λ C8 阴转子外半径 R2 C9 阳转子根圆半径 R01 C10 [0084] 其它有关参数:公称直径D0;阴螺杆与阳螺杆齿数比5/6;θ1=39°; [0085] [0086] 本发明中的新型双螺杆型线,既可以用于压缩机,也可以用于热泵。 [0087] 本发明中的新型非对称双螺杆型线特点:非对称,全圆光滑过渡,便于铣削、磨削加工,根据共轭原理可直接导出刀具型线,便于刀具的设计与制造,面积利用系数大,噪音更低,振动小,节约能耗,寿命更长。 [0088] 本发明提供螺杆型线原型方程的推导设计,可以很方便让CNC通过编程型线方程程序直接导入加工和检测程序。通过本发明的技术方案,可以做到百分百实物原型,精确地比对检验和加工,可以提高齿形精度。 [0089] 本发明提供了新型非对称双螺杆型线原型方程,据此可以进一步求得啮合线方程、螺旋齿面方程。这对于定量分析计算转子型线的要素,如接触线长度、泄漏三角形面积大小、封闭容积大小,以及齿间面积大小创造了便利的条件。由上可知,该方法对于由圆弧及圆弧包络线组成的转子型线方程分析以及性能指标分析都很有实际参考意义。 [0090] 根据本发明中的螺杆型线,阴阳螺杆的端面齿形为共轭曲线,接触线连续(在端平面上表现为啮合线封闭)能够满足气密性要求。啮合线顶点尽量接近两螺杆外圆的交点,能够使得泄漏尽量少。封闭容积小,可增大面积利用系数。减少了接触线长度,便于加工制造。 [0091] 根据本发明中的双螺杆型线原型方程,可更准确进行批量生产制造从而达到高精度空间啮合,获得了更加优异的能效比。,本发明中的双螺杆具有如下效果: [0092] (1)组成齿曲线均为圆弧或圆弧包络线,接触线短,啮合平稳,密封性好,效率高,便于磨削和铣削加工; [0093] (2)各组成曲线间光滑连接,型线上无尖点,便于加工和检测,流线性好,噪声低; [0094] (3)采用双边型线,转子直径调整方便,转子间力矩分配合理,回转动平衡性好,高速工作状态下轴承平稳; [0095] (4)齿高半径和齿顶高合理,成积利用系数大,大排气量; [0096] (5)这些转子齿形都是由圆弧和圆弧包络线组成的,可以在转子间完全实现“曲面对曲面”的密封,有利于流体动力润滑油膜的形成,降低通过接触线的横向泄漏,提高压缩机的效率,便于刀具的设计与制造,同时又改善了转子的加工性能,便于采用磨削、铣削加工.用软件动态模拟两转子齿面的空间啮合运动过程,没有出现齿面相互干涉现象。 |