一种螺杆式空压机的螺杆齿形 【技术领域】
本发明涉及一种空气压缩机，特别地，本发明涉及一种双螺杆空气压缩机的螺杆齿形。
背景技术
现有的所有双螺杆空气压缩机螺杆的头数均为多头地，齿形复杂。比如，有的是四齿对六齿，有的是五齿对六齿，每个齿均由多达七段曲线组成，最少的也要由四段曲线组成，如德国的GHH型线和台湾的复盛型线。由于其头数多，曲线复杂，故加工复杂，加工量大，且密封线长度很长，泄漏三角形面积较大，密封效果欠佳，且所有现有的双螺杆式空压机的排量均不大，虽然能连续输气，流量脉动小，终究压力较低流量较小，成本较高，整机效率较低。
发明目的
本发明的目的是提供一种螺杆式空气压缩机的螺杆齿形，其一根螺杆的齿形为单头的，另一根为三头的。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种螺杆式空压机的螺杆齿形，空压机包括两个螺杆，其特征在于，一根螺杆的齿形为单头的，另一根螺杆的齿形为三头的；单头螺杆径向截面的形状为：齿顶圆曲线是圆心为θ2的圆弧线jk，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线是圆心为o2的圆弧线hi，齿顶圆弧线jk一端k点和齿根圆弧线hi一端h点间由圆心为p的圆弧线kl和广义摆线lh组成，其中p点是直线o2k和以o2为圆心的齿根圆的交点；齿根圆弧线hi另一端i点和齿顶圆弧线jk另一端j点之间由广义摆线ij组成，齿顶圆弧线jk的半径是齿根圆弧线hi的半径的三倍。
三头螺杆径向截面的形状为：三头螺杆的每头螺杆的齿形均相等，且沿圆周均布，齿顶圆曲线是圆心为o1的圆弧线，其中两头的圆弧分别为圆弧ab和圆弧ef，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线是圆心为o1的圆弧线cd，齿顶圆弧线ab一端b点和齿根圆弧线cd一端c点间由圆心为q的圆弧线bc组成，其中q点是直线o1c与以o1为圆心的齿顶圆的交点；齿根圆弧线cd另一端d点和齿顶圆弧线ef另一端e点之间由广义摆线de组成，齿顶圆弧线ab的半径是齿根圆弧线cd的半径的三倍；三头螺杆齿形的导程是单头螺杆的三倍，两螺杆的齿顶圆直径相等，齿根圆直径相等。
本发明的优点是：头数少，泄漏三角形面积小；密封线较短，密封性能好；输出流量大，输出压力高，效率高，噪声小；螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低。
【附图说明】
图1是本发明三头螺杆的径向截面图；
图2是本发明单头螺杆的径向截面图；
图3是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时啮合状态图；
图4是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时啮合曲线图；
图5是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时单头螺杆的啮合曲线的侧视图；
图6是图1和图2所示的两个螺杆作纯滚动时三头螺杆的啮合曲线的侧视图。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
图1示出了本发明三头螺杆径向截面的形状，三头螺杆的每头螺杆的齿形均相等，且沿圆周均布。齿顶圆曲线是圆心为o1的圆弧线，其中两头的圆弧分别为圆弧ab和圆弧ef，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆心为o1的圆弧线cd(此圆弧的弧度可调，极限值为零)，齿顶圆弧线ab一端b点和齿根圆弧线cd一端c点间由圆心为q的圆弧线bc组成，其中q点是直线o1c与以o1为圆心的齿顶圆的交点；齿根圆弧线cd另一端d点和齿顶圆弧线ef一端e点之间由广义摆线de组成。齿顶圆弧线ab的半径是齿根圆弧线cd的半径的三倍。
图2示出了本发明单头螺杆径向截面的形状，齿顶圆曲线为圆心为02的圆弧线jk(此圆弧的弧度可调，极限值为零，)，齿顶圆相反一侧的齿根圆曲线为圆心为02的圆弧线hi，齿顶圆弧线jk一端k点和齿根圆弧线hi一端h点间由圆心为p的圆弧线kl和广义摆线lh组成，其中p点是直线o2k和以o2为圆心的齿根圆的交点；齿根圆弧线hi另一端i点和齿顶圆弧线jk另一端j点之间由广义摆线ij组成。齿顶圆弧线jk的半径是齿根圆弧线hi的半径的三倍。
广义摆线de是当单头螺杆齿根圆绕三头螺杆齿顶圆作纯滚动时，单头螺杆上的j点在三头螺杆上形成的共轭曲线；广义摆线hl和ji分别是当单头螺杆齿根圆绕三头螺杆齿顶圆作纯滚动时，三头螺杆上的b点和c点在单头螺杆上形成的共轭曲线。
三头螺杆齿形的导程是单头螺杆的三倍，圆弧jk的弧度是圆弧cd的弧度的三倍，圆弧hi的弧度是圆弧ab弧度的三倍，螺杆的长度略大于单头螺杆的导程，两螺杆的齿顶圆直径相等，齿根圆直径相等。
图3示出了本发明的两螺杆对应的啮合关系，三头螺杆齿顶圆ab对应的啮合曲线是单头螺杆的齿根圆ih，三头螺杆齿根圆cd对应的啮合曲线是单头螺杆的齿顶圆jk，圆弧线bc对应于圆弧线kl，点b对应于广义摆线lh，点e对应于广义摆线ij，点j对应于广义摆线de。
如图4、图5所示，当两螺杆相对滚动时，三头杆就会在单头杆上形成空间啮合曲线1-2-3-4-5-6-7。
同样，如图4、图6所示，单头螺杆也会在三头螺杆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，从而产生压缩气体。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。