一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线.docx

真 空 科 学 与 技 术 学 报676CHINESEJOUＲNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY第34卷 第7期2014 年 7月一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线张世伟1*张英锋1张志军1王德喜2(1．东北大学机械工程与自动化学院过程装备与环境工程研究所沈阳110004; 2．辽阳博仕流体设备有限公司辽阳111218)Novel Profile of Gradational Lead Screw Ｒotor with EqualAxialAddendum Width for Twin-Screw Dry Vacuum PumpZhang Shiwei1* ，Zhang Yingfeng1 ，Zhang Zhijun1 ，WangDexi2(1．ProcessEquipmentandEnvironmentEngineeringInstitute，SchoolofMechanicalEngineering＆Automation， NortheasternUniversity，Shenyang110004，China;2．LiaoyangBoshiFluidEquipmentco．，ltd．，Liaoyang111218，China)AbstractAnovelprofileofthegradationalleadscrewrotorfortwin-screwdryvacuumpumpwasproposed．Theendfaceprofileincludesthededendumcircle，cycloid，addendumcircle，andinvolute，connectedinsucces-siveorder．Itsmainfeatureisthat:whiletheendprofileishelicallyexpandedbythegradationalpitchinaxialdi-rectionandthescrewleadoftherotorbecomesincreasinglylargerfromtheinlettotheoutlet，theaxialwidthofad-dendumsurfaceremainsunchangedbecausethebase-circleradiusoftheinvolutegetsincreasinglysmaller．Thisfeaturesignificantlyincreasesthepumpingspeedandlowerstheultimatepressureofthescrewdryvacuumpump becauseitmayincreasetheeffectivevolumeattheinletanddecreasetheinter-stagereverseleakageneartheout-let．Besides，theequationsoftheendprofileinpolarcoordinates，axialdeploymentequations，andformulastocal-culatebase-circleradiusoftheinvolutewerealsoderivedforreferenceofdesigners．KeywordsScrewvacuumpump，Gradationalleadscrewrotor，Profileequation，Equalaxialaddendumwidth摘要一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线，其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中，转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增 大，同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小，使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变，因此能够增大吸气端的吸气容积，降低排气端的气体返流泄漏，从而提高泵的抽速和极限真空度．文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生 圆半径的计算方程，可供设计人员参考借鉴。关键词螺杆真空泵变螺距转子型线等齿顶宽中图分类号:TH327文献标识码:Adoi:10．3969/j．issn．1672－7126．2014．07．03无油螺杆泵具有抽速范围宽、结构简单紧凑、抽气腔元件无摩擦、寿命长、能耗低、无油污染等特点，已被广泛应用于半导体、医药、食品、化工等众多工业领域［1 ～ 6］。螺杆转子是螺杆真空泵中最关键的抽气部件，直接决定着泵的工作性能和使用寿命，其加工制造成本约占整个螺杆泵总成本近一半。螺杆转子的型线设计则是整个螺杆泵设计中的最关键技术［6 －12］。无油螺杆真空泵中的螺杆转子具有等螺距和变螺距两类结