一种变螺距内啮合螺杆转子设计方法及双螺杆压缩机转子.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CN113153741A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110206125.X(22)申请日2021.02.24(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)发明人李丹童何志龙胡汪锋孙崇洲王智忠邢子文(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.F04C18/107(2006.01)F04C29/00(2006.01)F04C29/06(2006.01)G06F30/20(2020.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称一种变螺距内啮合螺杆转子设计方法及双螺杆压缩机转子(57)摘要一种变螺距内啮合螺杆转子设计方法及双螺杆压缩机转子，设计方法包括以下步骤：首先选取转子多个固定转角处的螺距为自变量；然后以最优热力性能为优化目标，对步骤一所选取的螺距进行优化，求得固定转角处的最优螺距，确定多个转角与对应最优螺距的坐标点；最后采用三次样条曲线连接步骤二确定出的坐标点，形成完整转子螺旋线。该压缩机转子包括外转子和内转子，外转子的型线为短幅内摆线的外等距线结构；内转子比外转子少一个齿数，且内转子节圆圆心与外转子节圆中心偏心布置，内转子的型线与外转子的型线符合啮合关系。本发明的转子具有易损件少，结构紧凑，抽气速率高，无喘振，振动噪音小等优点。CN113153741ACN113153741A权利要求书1/2页1.一种变螺距内啮合螺杆转子设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、选取转子多个固定转角处的螺距为自变量；步骤二、以最优热力性能为优化目标，对步骤一所选取的螺距进行优化，求得固定转角处的最优螺距，确定多个转角与对应最优螺距的坐标点；步骤三、采用三次样条曲线连接步骤二确定出的坐标点，形成完整转子螺旋线。2.一种变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：包括外转子和内转子，外转子的型线为短幅内摆线的外等距线结构；所述短幅内摆线是当半径为r的滚圆内切于半径为R的基圆作无滑动的滚动时，在滚圆之内并与滚圆相固连的一点P的轨迹；P点与滚圆圆心O3的距离为e，R与r的比值决定了外转子的齿数；外转子的型线为将所述短幅内摆线沿着各点的外法向方向向外做等距距离为d的外等距线；内转子比外转子少一个齿数，且内转子节圆圆心与外转子节圆中心偏心布置，偏心距为e；内转子的型线与外转子的型线符合啮合关系。3.根据权利要求2所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：将外转子的螺旋线转角γ2以步长k＝2π/Z2从0到γ2取n＝(γ2/Z2+1)份离散螺旋角T1至Tn，外转子的齿数Z2＝R/r；每个螺旋角上对应取优化后的螺距P1至Pn，以螺旋角为横坐标，螺距为纵坐标，进行三次样条插值拟合，所拟合得到的三次样条函数即为螺距随螺旋角的变化规律。4.根据权利要求2所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：内外转子节圆半径分别rp1与rp2，内外转子转子的节圆半径与中心距之间的关系为：Z1为内转子型线的转子齿数，Z2为外转子型线的转子齿数，其中Z2＝Z1+1。5.根据权利要求3所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：所述短幅内摆线的参数方程为：其中Z2＝R/r。6.根据权利要求5所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：外转子的型线参数方程为：式中，x′与y′为短幅内摆线的参数方程求导所得，方程如下：7.根据权利要求6所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：外转子的型线的共轭曲线为：2CN113153741A权利要求书2/2页内转子转角和外转子转角满足：内外转子啮合时，内转子上的点与外转子上的点满足啮合角方程：内转子的型线A1B1段的参数方程为：其中θ的取值范围为：生成的型线为实际截面曲线的1/Z1，通过旋转复制形成完整的内转子型线A1B1C1D1。8.根据权利要求2所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：所述内外转子的引导螺旋线导程L，P点的轨迹P′满足如下条件：Z1P′＝Z2L所述内外转子的螺旋线转角γ1与γ2满足如下条件：Z2γ2＝Z1γ1Z1为内转子型线的转子齿数，Z2为外转子型线的转子齿数，其中Z2＝Z1+1。9.一种双螺杆压缩机，其特征在于：采用如权利要求2‑8中任意一项所述的变螺距内啮合双螺杆压缩机转子。3CN113153741A说明书1/7页一种变螺距内啮合螺杆转子设计方法及双螺杆压缩机转子技术领域[0001]本发明属于压缩机领域，涉及一种变螺距内啮合螺杆转子设计方法及双螺杆压缩机转子。背景技术[0002]双螺杆压缩机是一种容积式回转压缩机，用于获取中低压力气体，在现代工业中有着广泛的应用。它继承了回转机械寿命长，运转可靠，振动小，噪音