[发明专利]具有变径母面二次包络单螺杆啮合型线的单螺杆啮合机构

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体的来说涉及单螺杆压缩机或单螺杆 膨胀机上的单螺杆啮合机构。

背景技术

利用两直线刀刃，沿螺杆中心按螺杆付所规定的相对运动，直接形成螺 杆槽两侧面，称为直母线型面。这种型面加工过程简单，刀具、工装也简单， 星轮是通过成形工艺加工出来的，星轮分度误差影响了啮合精度，啮合线是 一条不变的直线，易磨损，啮合间隙很快就变大，泄漏量大，啮合齿面不能 形成动压液膜，星轮使用寿命低，现有的单螺杆压缩机大多数都采用这种齿 形。

直线二次包络型线。这种型线螺杆槽的加工形成原理与直线母面型线原 理一样，所不同的是，星轮是用已经加工出来的螺杆作为成形滚刀，滚削而 成。这种加工方法能使啮合面形成液膜，克服加工螺杆时的分度误差所引起 的啮合精度低的缺点。直线母面、直线二次包络型线都不可展开，加工时不 能用绕自身轴线转动的刀具加工螺杆槽，因此不能铣削和磨削，很难进行批 量生产。且成形滚刀本身加工十分困难，需要设计生产专用的铲磨机床。成 本很高。

以圆柱面为母面绕螺杆轴线作啮合运动，而包络形成的螺杆槽侧面，称 为圆柱母面一次包络型线。以此方法加工的螺杆，作为成形滚刀，用它包络 出星轮叫做圆柱母面二次包络型线。星轮与螺杆啮合时能形成液膜，能建立 动压液膜，磨损小、密封效果好。但是，圆柱母面二次包络型线的啮合线有 近十度左右的倾角。极易造成泄漏。二次包络的星轮与螺杆啮合时，同时存 在两条瞬时接触线，提高了承载能力，还能建立动压液膜，还能增加承载能 力，减小星轮的磨损，提高使用寿命。

直线母面型线，直线二次包络型线，圆柱母面一次包络型线，圆柱母面 二次包络型线螺杆与星轮的啮合线都是一条线。作为压缩机或者膨胀机它的 工作压力都不可能超过4MPa。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有变径母面二次包络单螺 杆啮合型线的单螺杆啮合机构。其中变径母面二次包络单螺杆啮合型线，螺 杆与星轮的啮合线，能形成一个宽为2毫米左右的啮合面，同时还存在一条 和原啮合线相垂直的瞬间接触线，并且在这二处地方都能形成动压液膜，提 高了啮合齿面的接触强度，延长了星轮的使用寿命。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

具有变径母面二次包络单螺杆啮合型线的单螺杆啮合机构，包括一个单 螺杆1和与单螺杆1啮合的星轮2，单螺杆1的头数Z₁＝6，星轮2的齿数Z₂＝11，螺杆1直径d₁与星轮2直径d₂相同，螺杆1中心线与星轮2中心线距 A＝0.8d₁时，则e＝0.2d₁，齿顶的啮合角α_顶在28°～42°范围内变动，齿 根的啮合角α_根＝17°(参见图2)。

变径母面二次包络啮合型线必须满足啮合角的要求，螺杆1和星轮2啮 合时才不会干涉。根据这个要求当星轮2中心线位置与螺杆1中心线位置高 为h时，变径母面的小端直径大端直径大小端的 距离为e＝0.2d₁时，此时变径母面的尺寸就确定了(见图3和图3a，图3b)。

以变径母面做成铣刀或磨轮，通过螺杆1中心线O沿O₁-O₂移动并且沿螺 杆轴线作螺旋运动，当移至O₁时，刀头或砂轮同时也向逆时针转动一个γ角， 当移至O₂时，刀头或砂轮同时也向顺时针转动一个γ角，而包络形成螺旋槽 侧面(见图4和图3b)。其中tgγ=R-re]]>(见图3)。再用此种方法加工出的 螺杆作为特种刀具，加工出星轮，这就叫做“变径母面二次包络单螺杆啮合 型线”。

有益效果，本发明所述的变径母面二次包络单螺杆啮合型线，啮合线的 倾角可减小一半。使单螺杆压缩机和膨胀机的工作压力能够超过4MPa，可以 达到4MPa～10MPa。拓宽了单螺杆压缩机和膨胀机的应用领域。

附图说明