相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113757121A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110785786.2(22)申请日2021.07.12(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人何志龙胡汪锋李丹童邢子文(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人房鑫(51)Int.Cl.F04C29/00(2006.01)F04C18/107(2006.01)F04C29/06(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机(57)摘要一种相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机，双螺杆压缩机转子包括相互啮合的内外转子，内转子齿顶型面为由外摆线生成的螺旋面，外转子的一个齿面由外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面形成，外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面为所述内转子齿顶型面的共轭曲面，完整的外转子齿面由外转子的一个齿面镜像得到；内转子齿槽型面为外转子齿槽型面的共轭曲面，内转子的一个齿面由内转子齿顶型面连接内转子齿槽型面形成，完整的内转子齿面由内转子的一个齿面镜像得到；随着内外转子的啮合旋转，基元容积由大端向小端方向逐渐减小，实现内压缩过程，被压缩的流体从大端处吸入，从小端处排出。本发明提升了螺杆压缩机的空间利用率与压缩比。CN113757121ACN113757121A权利要求书1/3页1.一种相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于：包括相互啮合的内外转子，内转子齿顶型面为由外摆线生成的螺旋面，外转子的一个齿面由外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面形成，外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面为所述内转子齿顶型面的共轭曲面，完整的外转子齿面由外转子的一个齿面镜像得到；内转子齿槽型面为外转子齿槽型面的共轭曲面，内转子的一个齿面由内转子齿顶型面连接内转子齿槽型面形成，完整的内转子齿面由内转子的一个齿面镜像得到；随着内外转子的啮合旋转，基元容积由大端向小端方向逐渐减小，实现内压缩过程，被压缩的流体从大端处吸入，从小端处排出。2.根据权利要求1所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，内转子节圆锥的底面半径R1，圆锥角δ1与外转子节圆锥的底面半径R2，圆锥角δ2之间满足：θ＝δ2‑δ1Z2为外转子的齿数，Z1为内转子齿数。3.根据权利要求2所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，建立空间坐标系，坐标系OX1Y1Z1与坐标系OX2Y2Z2为固定在机架上的坐标系，坐标系OX2Y2Z2是坐标系OX1Y1Z1绕着OY1旋转θ而生成，在内外转子上分别建立动坐标系ox1y1z1和ox2y2z2；从坐标系OX1Y1Z1变换到坐标系OX2Y2Z2的变换矩阵为M12，M12的求解表达式如下：从坐标系ox1y1z1变换到坐标系OX1Y1Z1的变换矩阵为Mm1，从坐标系OX2Y2Z2变换到坐标系ox2y2z2的变换矩阵为M2m，Mm1和M2m的求解表达式分别如下：4.根据权利要求3所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，外摆线的计算方程为：其中R，r分别为外摆线的发生圆半径和滚圆半径。内转子齿顶型面Σ11的计算方程为：即：2CN113757121A权利要求书2/3页其中，γ1为内转子的螺旋角，p为内转子的螺距；外摆线的发生圆半径R沿着轴向发生变化，即：滚圆半径r始终等于R的1/Z1。5.根据权利要求4所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，将内转子齿顶型面Σ11的计算方程通过坐标变换从动坐标系ox1y1z1转换到动坐标系ox2y2z2，得到其共轭曲面族Σ(Φ)，内转子齿顶型面Σ11的共轭曲面族Σ(Φ)坐标方程如下：即：其中Φ＝Φ1，Φ1，Φ2之间满足：故有：啮合方程为：通过空间啮合的啮合方程确定参数Φ，从而确定出内转子齿顶型面的共轭曲面。6.根据权利要求5所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于：外转子的齿顶型面Σ21的方程为：外转子齿槽型面Σ22的方程为：3CN113757121A权利要求书3/3页内转子齿槽型面Σ12的方程为：7.根据权利要求1所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，外转子的齿数Z2比内转子齿数Z1多1，外转子的螺旋角γ1与内转子的螺旋角γ2满足：内外转子同方向旋转，内转子的角速度ω1和外转子的角速度ω2满足：8.一种压缩机，其特征在于：转子采用如权利要求1‑7中任意一项所述相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子。4CN113757121A说明书1/8页相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机技术领域[0001]本发明属