以螺杆转子副为功能部件的容积式机械.pdf

本发明涉及一种齿轮传动
    目前被用于抽真空场合的罗茨真空泵，其功能部件是由两（或三）叶直齿罗茨转子副。在运行中，该泵的封闭腔与压缩腔周期性地在瞬间联通或断开，结果导致压力脉冲，引起空气动力噪声;此外，转子的左右齿侧交替承受压缩腔的气体压力，结果使有啮合间隙的两传动齿轮周期性撞击，发出机械噪声，罗茨真空泵用于气体增压时，基于无内压缩原理，能耗也较大。而目前仅应用于容积式流量计的极少齿斜齿轮副，例如日本国昭58-6131专利所公开的齿廓，是一种由摆线，渐开线和长幅外摆线所构成的齿廓，该齿廓的渐开线与长幅外摆线的交点为奇点，运行过程中，相当一段时间内奇点都处于啮合状态。

    针对上述现有技术存在的缺点，本发明的任务是提供一种以三（或四）齿斜齿轮（简称螺杆转子）副作为功能部件，采用内水道冷却装置的水冷式螺杆真空泵。

    为达到上述发明目的，本发明采用以下技术措施，以螺杆转子副（主动转子7，从动转子2）作为功能性部件构成螺杆真空泵（图1），主动转子7和从动转子2置于机壳1内，其轴置于前端盖8和后端盖3的轴承座上，轴承座为空腔式结构（图5），后端盖3，通过电机座与电机5联接，齿轮9装在转子轴上，由齿轮盖10密封。转子型线（图2）由圆包络线a-b，圆弧b-c与长幅外摆线c-d三段曲线组成的光滑（无奇点）的S形曲线，几何尺寸相同，旋转方向相反，具有上述齿廓的一对斜齿轮，其工作齿面为共轭曲面。斜齿轮为四齿时，齿宽b大致等于导程t的一半，为三齿时，b大致等于t地三分之一，即对齿宽b进行修正使其缩短0.5%-1%，斜齿轮螺旋角β与传动中心距α的关系为tgβ＝πa/t。本发明采用内水冷却方式，使机壳、端盖、轴承座处在比较均匀稳定的温度场中（图3、图4、图5），其具体结构为在机壳1内开有多条（根据设计计算确定）平行于机壳中心线，贯穿机壳两端的平直水通道17，在前端盖8和后端盖3上，从与机壳1的结合面向内开有若干个弧形空腔15（根据设计确定），当端盖与机壳结合后，端盖上的每一个空腔能盖住机壳端面上的相邻两个水通道17的端口。

    本发明优点：（一）螺杆转子副不仅具有对称的几何尺寸参数，而且具有均衡的力学性能，（二）以内水道冷却方式，使螺杆转子的包容和支持部件处于均匀稳定的温度场中，（三）内水道冷却结构简单，安装维修方便。（四）可在容积效率、节能、降噪等方面得到理想的综合效果。

    附图说明如下：

    附图1，内水冷却式螺杆真空泵结构原理图

    附图2，转子副齿形结构原理图

    附图3，内水道冷却结构原理图

    附图4，轴承座冷却结构原理图

    附图5，轴承座结构原理图

    结合附图对本发明作进一步说明如下：

    冷却水从排气口端11流入后端盖3后分成三股（图3），一股冷却机壳1，一股冷却轴承座18，一股冷却润滑油，三股水最后合流，从进气口端12流出，其流动过程为从排气口端11引入的冷却水至端盖上的空腔15，将冷却水引入机壳内通道17，经前端盖8上的空腔再次进入机壳内相邻水通道，多个流程后，最后经前端盖从进气口端12排出。另一侧冷却水的流动方向是，冷却水从前端盖8上的入口13流入，经前端盖空腔，机壳内水通道及后端盖空腔多个流程，最后从后端盖3的下方流出。从11、13进入的冷却水，除上述一股冷却机壳外，另一股引入轴承座（图4、图5），经热交换后从排水口16排出，还有一股冷却齿轮室润滑油后从端盖出水口流出。螺杆真空泵的结构（图1）为，主动转子7和从动转子2置于机壳1内，两端各置于轴承座上，由前端盖8和后端盖3上的空腔与机壳内的水通道构成机壳冷却系统，后端盖3通过电机座与电机5联接，齿轮9装在转子轴上，由齿轮盖10密封。