一种三叶分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法.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CN108757448A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810762964.8(22)申请日2018.07.12(71)申请人中国石油大学（华东）地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人王君杨舒然李宏鑫赵峰魏蜀红曹晨燕(51)Int.Cl.F04C18/12(2006.01)F04C29/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种三叶分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法(57)摘要本发明公开了一种三叶分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法，左罗茨转子(Ⅰ)与右罗茨转子(Ⅱ)完全相同，左罗茨转子(Ⅰ)关于回转中心点O成120°旋转对称；左罗茨转子(Ⅰ)组成型线的三分之一包括4段圆弧、2段圆弧包络线，依次为：左第一齿顶圆弧AB、左第一齿侧圆弧BC、左第一齿侧圆弧包络线CD、左第一齿根圆弧DE、左第二齿侧圆弧包络线EF和左第二齿侧圆弧FG，其中任意两条相邻曲线光滑连接；两个相同的转子在做同步异向双回转运动的过程中能够实现完全正确的啮合，保证了罗茨转子具有良好的气密性；转子的齿峰部分采用3段圆弧式组合使转子具有高的面积利用率和设计灵活性。CN108757448ACN108757448A权利要求书1/2页1.一种三叶分段圆弧型罗茨转子，包括：左罗茨转子(Ⅰ)和右罗茨转子(Ⅱ)，其特征是：左罗茨转子(Ⅰ)与右罗茨转子(Ⅱ)完全相同，左罗茨转子(Ⅰ)关于回转中心点O成120°旋转对称，即左罗茨转子(Ⅰ)以回转中心点O为中心旋转120°后，与未旋转的左罗茨转子(Ⅰ)完全重合；左罗茨转子(Ⅰ)组成型线的三分之一包括4段圆弧、2段圆弧包络线，依次为：左第一齿顶圆弧AB、左第一齿侧圆弧BC、左第一齿侧圆弧包络线CD、左第一齿根圆弧DE、左第二齿侧圆弧包络线EF和左第二齿侧圆弧FG，其中相邻曲线全部光滑连接；左第一齿顶圆弧AB和左第一齿根圆弧DE的圆心角相等，均为2θ，且半径相等，均为R1-R2，其中，R1为转子外圆半径，mm；R2为节圆半径，mm；连接点C、F、左第一齿顶圆弧AB的圆心T和左第一齿根圆弧DE的圆心U均位于节圆上，且点C、左第一齿根圆弧DE的圆心U均分节圆圆弧TCF，即∠COT＝∠UOC＝∠FOU＝30°。2.根据权利要求1所述的一种三叶分段圆弧型罗茨转子，其特征是：左罗茨转子(Ⅰ)和右罗茨转子(Ⅱ)在做同步异向双回转运动中能够实现完全正确的啮合，啮合关系为：左罗茨转子(Ⅰ)中的左第一齿顶圆弧AB、左第一齿侧圆弧BC、左第一齿侧圆弧包络线CD、左第一齿根圆弧DE、左第二齿侧圆弧包络线EF和左第二齿侧圆弧FG分别与右罗茨转子(Ⅱ)中的右第一齿根圆弧ab、右第一齿侧包络线bc、右第一齿侧圆弧cd、右第一齿顶圆弧de、右第二齿侧圆弧ef和右第二齿侧包络线fg对应啮合。3.根据权利要求1所述的一种三叶分段圆弧型罗茨转子，其特征是：左罗茨转子(Ⅰ)型线的设计方法如下：(1)给定罗茨转子的外圆半径R1、节圆半径R2和圆弧圆心角2θ的数值；(2)根据给定的数值，确定左第一齿顶圆弧AB的方程和左第一齿根圆弧DE的方程：左第一齿顶圆弧AB的方程为：左第一齿根圆弧DE的方程为：(3)确定左第一齿侧圆弧BC的圆心点V坐标与其半径RBC的大小：圆心点V的坐标(xv，yv)为以下方程组解：半径RBC由以下式子确定：2CN108757448A权利要求书2/2页(4)确定左第一齿侧圆弧BC的方程：(5)确定左第一齿侧圆弧包络线CD的方程：其中，(6)确定左第二齿侧圆弧包络线EF的方程和左第二齿侧圆弧FG的方程：根据对称性，将左第一齿侧圆弧包络线CD和左第一齿侧圆弧BC分别关于直线OU对称得到左第二齿侧圆弧包络线EF的方程和左第二齿侧圆弧FG的方程：左第二齿侧圆弧包络线EF的方程为：左第二齿侧圆弧FG的方程为：(7)左罗茨转子(Ⅰ)关于回转中心点O成120°旋转对称，根据对称性得到其余组成曲线的方程；以上：t—角度参数，rad；θ—左第一齿顶圆弧AB圆心角的一半，rad；R1—转子外圆半径，mm；R2—节圆半径，mm；(8)依据步骤(1)～(7)所确定的左罗茨转子(Ⅰ)的各组成曲线的方程绘制出左罗茨转子(Ⅰ)的型线。3CN108757448A说明书1/5页一种三叶分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法技术领域[0001]本发明涉及罗茨真空泵，特别涉及适用于罗茨真空泵的一种三叶分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法。背景技术[0002]罗茨真空泵属于容积式流体机械的一种，其核心部件是一对相互啮合的罗茨转子。罗茨真空泵因具有结构简单、易损件少、抽速大的优点，被广泛应用于石油化工、制药、食品、环保、造纸行业。在工作过程中，转子在同步齿