[发明专利]一种涡旋压缩机变截面涡旋齿及其型线设计方法

说明书

本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种涡旋压缩机变截面涡旋齿及其型线设计方法。具体技术方案为：一种变截面涡旋齿，由第一涡旋齿和第二涡旋齿组成；所述第一、第二涡旋齿的型线相同，均由不同基圆半径的圆渐开线构成。本发明提供的涡旋齿可以采用较少圈数实现高压缩比，有效减少了气体工质在工作腔的停留时间。根据不同的要求，仅需简单计算，即可快速建立一系列圆渐开线变截面涡旋齿的几何模型。涡旋齿的型线组成简单，均为圆渐开线，易于加工。

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种涡旋压缩机变截面涡旋齿及其型线设计方法。

背景技术

涡旋压缩机是继往复式、转子、螺杆压缩机之后的一种新型容积式压缩机，由于其具有结构紧凑、噪声小、压缩平稳、密封性好的特点，在众多压缩机中脱颖而出，被广泛用于食品、医疗等多种领域。涡旋齿的型线直接影响了涡旋压缩机的工作性能，故涡旋齿的型线设计极其关键。

传统的变截面型线组成形式为圆渐开线+高次曲线+圆弧、圆渐开线+高次曲线+圆渐开线等，不论在数学描述，还是在加工和制造等方面，均较为复杂。因此，设计一种数学描述简单，易于加工的涡旋型线一直是研究的重点。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡旋压缩机变截面涡旋齿及其型线设计方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种变截面涡旋齿，由第一涡旋齿和第二涡旋齿组成；所述第一、第二涡旋齿的型线相同，均由不同基圆半径的圆渐开线构成。

优选的，所述第一涡旋齿由第一内壁曲线A₀A_N*和第二外壁曲线B₀＇B_N＇构成；所述第二涡旋齿由第二内壁曲线A₀′A_N^*′和第一外壁曲线B₀B_N构成；所述第一、第二涡旋齿的基圆中心相距Ro_r进行安装；

所述第一内壁曲线A₀A_N^*从内到外依次由N段不同半径的圆渐开线的一部分顺接组成，N≥1且为自然数，

位于最内部的第一段曲线A₀A₁的绘制公式为：

与A₀A₁相连的第二段曲线A₁A₂的绘制公式为：

依次类推，直至位于最外部的第N段曲线A_N-1A_N的绘制公式为：

其中，为各圆渐开线的展角，为任意正值，θ₁、…、θ_N-1为正值，n¹、…、n^N-1为任意正整数，n₁、…、n_N-1为任意正整数，R₁、…、R_N分别指各圆渐开线对应的半径，且R₁、…、R_N中至少有2个值不相等，且满足R₁/R_N＝n_N-1/n^N-1。