專利名稱：一種高效螺旋壓縮機(泵)的螺桿齒廓曲線及其加工刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高效螺旋壓縮機(泵)的螺桿(轉(zhuǎn)子)齒廓曲線及其加工刀具設(shè)計。見附圖-1(螺桿端面圖形)和附圖-2(螺旋角為3值時的螺桿螺旋副成型加工刀具前刀面圖形)。實質(zhì)內(nèi)容是選用發(fā)明的齒廓曲線作為端面圖形設(shè)計螺桿，并用發(fā)明的加工螺旋副成型刀具的設(shè)計方法制作刀具進行加工，使設(shè)計制造的螺桿之端面具有附圖-1的圖形。一對螺旋方向相反(左、右旋向)，其他參數(shù)完全相同的嚙合螺桿(見附圖-3)具有任選頂隙；無側(cè)隙；嚙合點(線)沿齒廓周向360°走動；工作平穩(wěn)；無噪音；螺桿的齒洼面積和端面積的比值高(面積利用系數(shù)高)的重要特點。只要選擇螺桿的軸向?qū)挾取軱/2z(見附圖-4及其說明)，螺桿(轉(zhuǎn)子)無須同步齒輪或其他零件傳動，便可在傳動中達到對氣體的壓縮(液體的輸送)之目的。
現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)設(shè)計制造的螺旋壓縮機，由于陽、陰螺桿嚙合時存在著較大的頂隙和側(cè)隙，內(nèi)泄漏仍較嚴(yán)重；螺桿制造精度不易保證，加工成本高；需要同步齒輪(或其他零件)傳動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。到目前為止我國公布的專利技術(shù)在此領(lǐng)域均無新的進展和改善。
本發(fā)明設(shè)計的目的在于發(fā)明設(shè)計一種齒廓曲線作為壓縮機(泵)的螺桿齒廓曲線，并推導(dǎo)出一種準(zhǔn)確的螺桿螺旋副成型加工刀具的設(shè)計方法，由此制造出的螺旋壓縮機工作平穩(wěn)；效率高；結(jié)構(gòu)簡單；噪音小；加工和裝配精度容易保證；制造成本低。
本發(fā)明設(shè)計的特征在于整個齒廓曲線無間斷點、無拐點(參見附圖-1)。齒頂齒廓曲線 和齒根齒廓曲線 均為圓弧，齒廓中部曲線 和 為圓的漸開線；在齒頂、齒根和齒廓中部曲線的連接點(B、N、M、P、Q)處，兩條連接弧線的坐標(biāo)值相等(無間斷點)且切線斜率相等(無拐點)。
本發(fā)明設(shè)計的特征在于端面齒廓曲線具有附圖-3的一對嚙合螺桿在傳動中無干涉；齒廓間密封性好；且能保證傳動比恒定不變。齒頂齒廓曲線圓弧半徑和齒根齒廓曲線圓弧半徑的公稱尺寸相等；弧度相等；圓心均在分度圓上。齒廓中部曲線方程的參數(shù)|t|＝π/z；一對螺桿的齒廓曲線在任一嚙合點的曲率半徑之和恒等于齒頂圓弧半徑與齒根圓弧半徑之和，即|OM(t－t1)＋OMt1|＝r凸＋r凹本發(fā)明設(shè)計的特征在于按數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)出切削螺桿螺旋副的成型刀具之設(shè)計方法(附圖-2及其說明)，計算出的刀具幾何尺寸準(zhǔn)確，且易于編制線切割程序，按設(shè)計要求制造出合格的成型刀具。
本發(fā)明設(shè)計的特征在于端面圖形具有附圖-1所示的齒廓曲線之螺桿(轉(zhuǎn)子)具有極高的面積利用系數(shù)，z＝3時，Cn3＝0.78536，z＝4時，Cn4＝0.691，代表當(dāng)今世界螺旋壓縮機行業(yè)最好水平的德國KASER公司的M50之螺桿面積利用系數(shù)Cn＝0.3458 (《壓縮機技術(shù)》1994.1)。
本發(fā)明設(shè)計的特征在于結(jié)構(gòu)簡單，一對嚙合的螺桿端面圖形如附圖-3所示，只要選取螺桿的軸向?qū)挾取軱/2z，螺桿(轉(zhuǎn)子)無須同步齒輪或其他零件傳動，便可在傳動中達到對氣體的壓縮(液體的輸送)之目的。
本發(fā)明設(shè)計的特征可以根據(jù)需要任意選擇螺桿齒頭數(shù)z，z大螺桿軸剛性大，但其面積利用系數(shù)下降，附圖-5是z＝4時螺桿端面圖形。
本發(fā)明設(shè)計的實現(xiàn)，根據(jù)齒廓曲線方程(參考附圖-1)及本發(fā)明提供的螺旋副加工成型刀具設(shè)計公式(附圖-2及說明)，編譯出數(shù)控線切割機床應(yīng)用程序，制造出成型刀具。螺桿直徑小且單件生產(chǎn)時可在車床上用旋轉(zhuǎn)刀排裝夾該成型刀具便可加工出合格的螺桿，大批量生產(chǎn)工藝可采用精密鑄造，在專用機床上銑削或車削，拋光等工藝。附圖-1說明附圖-1是螺桿端面圖形。R-螺桿分度圓柱面半徑； -齒頂齒廓曲線圓弧；r凸-齒頂齒廓曲線圓弧半徑； -齒根齒廓曲線圓?。籸凹-齒根齒廓圓弧半徑； ；r凸和r凹公稱尺寸相等。 和 -齒廓中部曲線，(圓的漸開線)。附圖-2說明附圖-2是螺桿分度圓柱面上的螺旋角為β時， 在VOH面上的曲線 (VOH面和yox面成β夾角)，亦是附圖-1所示的螺旋副的成型加工刀具之主切削刃。 上任一點坐標(biāo)求法Ri2=xi2+yi2]]>-1Cosβi=RtgλR2tg2λ+Ri2]]>(參見附圖-4及說明)-2vi＝y(tǒng)iCosβi -3Ki2=xi2+vi2]]>-4Cosβki=RtgλR2tg2λ+ki2]]>(參見附圖-4及說明)-5Hi=Ki2-vi2Cos2βki]]>-6附圖-3說明附圖-3是一對螺齒頭數(shù)Z＝3的嚙合螺桿端面圖形。附圖-4說明β—螺桿分度圓柱面上螺旋角；λ—螺桿分度圓柱面上螺旋升角λ，λ＝90°－β；L—螺桿分度圓柱面上螺旋線導(dǎo)程L＝2πRtgλ；βi—半徑為Ri圓柱面上螺旋角；Cosβi=RtgλR2tg2λ+Ri2]]>附圖-5說明附圖-5是一對螺桿齒頭數(shù)z＝4的嚙合螺桿端面圖形。
權(quán)利要求
1.螺桿或齒輪之齒廓是由圓弧和漸開線組合之曲線；且曲線無間斷點、無拐點。
2.如權(quán)利要求1，包括螺桿或齒輪在任意截面上的齒廓曲線是由圓弧和漸開線組合之曲線。
3.螺桿或齒輪之齒頂齒廓曲線和齒根齒廓曲線之圓弧半徑的公稱尺寸相等、弧度相等、圓心均在分度圓上；螺桿或齒輪的齒廓中部曲線是圓的漸開線，其方程參數(shù)|t|＝π/z，且|OM(t－t1)－OMt1|＝γ凸＋γ凹。
4.螺桿螺旋副或斜齒輪之齒輪副加工刀具的設(shè)計方法及公式。
全文摘要
本發(fā)明是一種高效螺旋壓縮機(泵)的螺桿(轉(zhuǎn)子)齒廓曲線(下

圖1)及其加工刀具設(shè)計，實質(zhì)內(nèi)容是選用發(fā)明的齒廓曲線設(shè)計螺桿，并用發(fā)明的加工螺旋副成型刀具的設(shè)計方法制作刀具進行加工，使設(shè)計制造出的螺桿端面具有附圖-1所示圖形齒頂齒廓曲線
文檔編號F04C18/14GK1143165SQ9411322
公開日1997年2月19日 申請日期1994年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月26日
發(fā)明者陳啟方 申請人:陳啟方