一种短密封线齿形的螺杆的制作方法

专利名称：一种短密封线齿形的螺杆的制作方法技术领域：本发明涉及双螺杆泵的螺杆，尤其涉及一种短密封线齿形的螺杆。背景技术： 现有的双螺杆泵螺杆的齿形有摆线齿形，阿基米德螺旋线齿形，圆弧齿形和渐开线齿形等，虽然这些齿形都能实现完全密封，但其密封线长度过长，以至于影响泵的整体性能，如效率，压力等。发明内容本发明的目的是提供既能实现完全密封，密封线长度又较短的一种短密封线齿形的螺杆。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下其螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆弧线，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆弧线，齿顶圆弧线一端点和齿根圆弧线一端点间由延长摆线组成；齿根圆弧线另一端点和齿顶圆弧线另一端点之间依次由圆弧线，渐开线和另一圆弧线组成，螺杆轴向齿形的长度大于两个螺距的长度。本发明具有的优点是1)仅需一个螺距可自成密封腔，结构紧凑，刚度提高；2)由于密封线较短，故密封性能好，输出压力大，效率高，噪声小；3)本发明不仅可用于单头螺杆，也可用于双头及多头螺杆，以形成三螺杆及多螺杆泵。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的径向截面图；图3是两个螺杆作纯滚动时啮合状态图；图4是两个螺杆作纯滚动时啮合曲线图；图5是两个螺杆作纯滚动时啮合曲线的侧视图。具体实施例方式如图1、图2所示，本发明的螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆弧线af，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆弧线bc，齿顶圆弧线af一端a点和齿根圆弧线bc一端b点间由延长摆线ab组成；齿根圆弧线bc另一端c点和齿顶圆弧线af另一端f点之间依次由圆弧线cd，渐开线de和另一圆弧线ef组成，螺杆轴向齿形的长度大于两个螺距的长度。螺杆的头数n≥1。各段齿形曲线形成的方式如下1)延长摆线ab的形成x＝Rsin2ψ-2R0sinψy＝2R0cosψ-Rcos2ψρ=x2+y2]]>β=arccosρ2+4R02-R24R0ρ]]>ψ=arccos4R02+R2-ρ24R0R]]>＝β-ψ式中x、y——齿廓上任一点的直角坐标ρ、——齿廓上任一点的极坐标的矢径和转角R、r、R0——齿顶圆、齿根圆和节圆半径ψ——螺杆II的节圆相对于螺杆I的节圆的转角β——极径与两螺杆中心连线的夹角2)齿顶圆弧线af的形成ρ＝R3)齿根圆弧线bc的形成ρ＝r4)圆弧线cd的形成x2+(y-R0)2＝(R0-r)25)渐开线de的形成 tgcos-1rr2+(R02-r2+R0-r)2-cos-1rr2+(R02-r2+R0-r)2]]>-tgcos-1rr2+(R02-r2-R0+r)2+cos-1rr2+(R02-r2-R0+r)2]]> 式中α——渐开线de的压力角6)圆弧线ef的形成(x+R0sinθ)2+(y-R0cosθ)2＝(R0-r)2γ＝γ′。两螺杆对应的啮合关系如图3所示螺杆II齿顶圆af对应的啮合曲线是螺杆I的齿根圆bc，螺杆II点a对应于螺杆I的延长摆线ab，螺杆II齿根圆bc对应于螺杆I的齿顶圆af，螺杆II渐开线de对应于螺杆I的渐开线ed，螺杆II圆弧ef对应于螺杆I的圆弧cd，反过来也一样。当两螺杆相对滚动时，螺杆II就会在螺杆I上形成空间啮合曲线1-2-3-4-5-6，如图4、图5所示。同样，螺杆I也会在螺杆II上形成相应的啮合曲线。由于转动是连续的，两条啮合曲线阻断了泵的输入腔和输出腔，且不断地向前推进，从而产生压力流体。上述一对啮合曲线的形成需要一个螺距长度。为了使输入腔和输出腔在整个运行过程中始终隔离，在一对啮合曲线中断前，必须形成另一对啮合曲线，因此，整个螺杆的长度应大于两个螺距。权利要求1.一种短密封线齿形的螺杆，其特征在于其螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆弧线(af)，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆弧线(bc)，齿顶圆弧线(af)一端(a)点和齿根圆弧线(bc)一端(b)点间由延长摆线(ab)组成；齿根圆弧线(bc)另一端(c)点和齿顶圆弧线(af)另一端(f)点之间依次由圆弧线(cd)，渐开线(de)和另一圆弧线(ef)组成，螺杆轴向齿形的长度大于两个螺距的长度。2.根据权利要求1所述的一种短密封线齿形的螺杆，其特征在于各段齿形曲线形成的方式如下1)延长摆线(ab)的形成x＝Rsin2ψ-2R0sinψy＝2R0cosψ-Rcos2ψρ=x2+y2]]>β=arccosρ2+4R02-R24R0ρ]]>ψ=arccso4R02+R2-ρ24R0R]]>＝β-ψ式中x、y——齿廓上任一点的直角坐标ρ、——齿廓上任一点的极坐标的矢径和转角R、r、R0——齿顶圆、齿根圆和节圆半径ψ——螺杆II的节圆相对于螺杆I的节圆的转角β——极径与两螺杆中心连线的夹角2)齿顶圆弧线(af)的形成ρ＝R3)齿根圆弧线(bc)的形成ρ＝r4)圆弧线(cd)的形成x2+(y-R0)2＝(R0-r)25)渐开线(de)的形成tgcos-1rr2+(R02-r2+R0-r)2-cos-1rr2+(R02-r2+R0-r)2]]>-tgcos-1rr2+(R02-r2-R0+r)2+cos-1rr2+(R02-r2-R0+r)2]]> 式中α——渐开线de的压力角6)圆弧线(ef)的形成(x+R0sinθ)2+(y-R0cosθ)2＝(R0-r)2γ＝γ′。全文摘要本发明公开了一种短密封线齿形的螺杆。其螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆弧线，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆弧线，齿顶圆弧线一端点和齿根圆弧线一端点间由延长摆线组成；齿根圆弧线另一端点和齿顶圆弧线另一端点之间依次由圆弧线，渐开线和另一圆弧线组成，螺杆轴向齿形的长度大于两个螺距的长度。仅需一个螺距可自成密封腔，结构紧凑，刚度提高；由于密封线较短，故密封性能好，输出压力大，效率高，噪声小；本发明不仅可用于单头螺杆，也可用于双头及多头螺杆，以形成三螺杆及多螺杆泵。文档编号F04C18/16GK1546864SQ20031010940公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年12月10日发明者陈行, 金波, 陈 行 申请人:浙江大学