[发明专利]螺锥转子及螺锥膨胀机构

权利要求书

1.一对螺锥转子，其特征在于：包括具有凸齿的凸形转子、具有凹槽的凹形转子和具有双内锥面的外壳；所述凸形转子和凹形转子相向旋转且存在交叠区域，均具有沿旋转轴逐渐收敛的锥形外廓；所述凸齿和凹槽在锥面上自小端向大端螺旋延展；所述凸齿的曲面、凹槽的曲面和外壳的内表面共同构成连续、容积随旋转方向变化、封闭的工作空间。

2.如权利要求1所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸齿和凹槽的齿形曲线为分别变换到同一个基准球面上的一对平面共轭曲线，所述平面共轭曲线和外廓弧线在三条曲线的两个交汇处无泄漏三角形。

3.如权利要求1或2所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸齿和凹槽的曲面生成方法包括：

1）分别将一对共轭曲线与外包络相交圆弧曲线由平面映射到一个基准半径的球面上，形成球面上的连续变化封闭区域；

2）将映射在所述基准半径的球面上的所述一对共轭曲线向球心方向衍生出两组有限的不同半径球面曲线簇，所述球面曲线簇各自按螺锥母线函数关系和距离球心半径的比例关系排列，并沿共同轴线旋转角度旋转，即分别得到所述凸齿和凹槽的共轭曲面；

3）将映射在所述基准半径的球面上的所述外包络相交圆弧曲线向球心方向衍生出一组有限的不同半径球面曲线簇，所述球面曲线簇按距离球心半径的比例关系排列，形成具有双内锥面的外壳。

4.如权利要求3所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸齿和凹槽的螺锥母线函数关系相同，包括：

x=α×θ×cos(θ)

y=α×θ×sin(θ)

z=β×θ^γ

式中：

x、y、z为螺锥母线的坐标点

α为螺锥大端直径系数

θ为螺锥旋转角度值

β为螺锥长度系数

γ为螺旋升角幂指数

螺锥母线向x-y平面上的投影符合阿基米德螺线规律，z-θ展开为幂指数关系。

5.如权利要求4所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述γ指数的值为1.2～3.0。

6.如权利要求1或2或4或5所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸形转子的旋转轴与凹形转子的旋转轴交叉，夹角为25°～60°。

7.如权利要求1或2或4或5所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸形转子和凹形转子之间及两者与外壳之间的偏差小于20微米。

8.如权利要求7所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸形转子、凹形转子和外壳采用五轴联动数控加工中心制造。

9.如权利要求1或2或4或5所述的一对螺锥转子，其特征在于：所述凸形转子和凹形转子使用复合结构陶瓷材料制作。

10.使用如权利要求1～7之一所述的一对螺锥转子的螺锥膨胀机构，其特征在于：所述螺锥转子的大端一侧设置同步齿轮箱。