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1、(10)申请公布号 CN 101709698 A(43)申请公布日 2010.05.19CN101709698A*CN101709698A*(21)申请号 200910180321.3(22)申请日 2009.10.22F04C 2/16(2006.01)(71)申请人黄工机械集团有限公司地址 325105 浙江省永嘉县瓯北镇东欧工业区(72)发明人陈九慧(74)专利代理机构北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 11139代理人孙皓晨 朱世定(54) 发明名称一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形(57) 摘要本发明为一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆
2、为三头螺杆，另一根螺杆为四头螺杆；所述三头螺杆的齿根圆弧线的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线的弧度的三分之四倍，所述三头螺杆齿顶圆弧线的弧度是四头螺杆齿根圆弧线弧度的三分之四倍；所述四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与三头螺杆的齿根圆半径相同。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页CN 101709698 A 1/1页21.一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为三头螺杆，另一根螺杆为四头螺杆；其特征在于，四头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周
3、均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线、径向直线段、广义摆线、齿根圆弧线、广义摆线和径向直线段顺序连接而成，其中，所述的齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以四头螺杆的中心点为圆心的圆弧；三头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线、广义摆线、齿顶圆弧线、广义摆线、包络线和齿根圆弧线顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以三头螺杆的中心点为圆心的圆弧；所述三头螺杆的齿根圆弧线的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线的弧度的三分之四倍，所述三头螺杆齿顶圆弧线的弧度是四头螺杆齿根圆弧线弧度的三分之四倍；所述四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与三头螺杆的齿根圆半径相
4、同。2.根据权利要求1所述的不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述四头螺杆径向直线段为圆弧、摆线或渐开线。3.根据权利要求1所述的不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，其特征在于，所述四头螺杆齿形的导程是三头螺杆的三分之四倍。权 利 要 求 书CN 101709698 A 1/3页3一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形技术领域0001 本发明涉及的是一种机械零件，特别涉及的是一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形。背景技术0002 双螺杆泵螺杆的齿形有摆线齿形(专利号：99201251.1)，阿基米德螺旋线螺杆齿形(专利号：96236524.6)及渐开线齿形等。但
5、所有上述齿形均为单头的，且两螺杆的横截面均相同。少数的双螺杆泵螺杆的齿形也有双头的，但两根螺杆都是双头的，齿数相等，横截面形状相同，且不能完全密封。无论是单头的还是双头的螺杆，它们的共同缺点是：1、比流量小，2、输出压力低。0003 并且中国专利200510060976.9公开了一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，其采用的螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为双头螺杆，另一根螺杆为三头螺杆；三头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线、径向直线段、广义摆线、齿根圆弧线、广义摆线和径向直线段顺序连接而成，其中，所述的齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以三头螺杆的中心点为圆心的圆弧
6、；双头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线、广义摆线、齿顶圆弧线、广义摆线、包络线和齿根圆弧线顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以双头螺杆的中心点为圆心的圆弧；所述双头螺杆的齿根圆弧线的弧度是三头螺杆齿顶圆弧线的弧度的一倍半，所述双头螺杆齿顶圆弧线的弧度是三头螺杆齿根圆弧线弧度的一倍半；所述三头螺杆的齿顶圆半径与双头螺杆的齿顶圆半径相同，所述三头螺杆的齿根圆半径与双头螺杆的齿根圆半径相同。虽然解决了上述的两个问题，但是仍然存在螺杆径向受力不平衡，螺杆相对长度较长的缺陷。0004 鉴于上述问题，本发明创作者，经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。发明内容00
7、05 本发明的目的是提供一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，用以克服上述的缺陷。0006 为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形，其中所述的螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为三头螺杆，另一根螺杆为四头螺杆；其中，0007 四头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线、径向直线段、广义摆线、齿根圆弧线、广义摆线和径向直线段顺序连接而成，其中，所述的齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以四头螺杆的中心点为圆心的圆弧；0008 三头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线、广义摆线、齿顶圆弧线、广义摆线、包络线和
8、齿根圆弧线顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线和齿根圆弧线都是以三头螺杆的中心点为圆心的圆弧；0009 所述三头螺杆的齿根圆弧线的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线的弧度的三分之四倍，说 明 书CN 101709698 A 2/3页4所述三头螺杆齿顶圆弧线的弧度是四头螺杆齿根圆弧线弧度的三分之四倍；所述四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与三头螺杆的齿根圆半径相同。0010 较佳的，所述四头螺杆径向直线段为圆弧、摆线或渐开线。0011 较佳的，所述四头螺杆齿形的导程是三头螺杆的三分之四倍。0012 与现有技术比较本发明的有益效果在于，本发明的优点是：密封线较短，密封性能好；
9、输出流量和输出压力成倍增加，效率高，运转平稳，噪声小；螺杆径向受力平衡，螺杆相对长队较短，螺杆曲线简单，加工方便，加工成本低；螺杆可以高速运转。附图说明0013 图1是本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形四头螺杆的径向截面图；0014 图2是本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形三头螺杆的径向截面图；0015 图3是图1和图2所示为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形两个螺杆作滚动时啮合状态图；0016 图4是图1和图2所示为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形两个螺杆作滚动时啮合曲线图。具体实施方式0017 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更
10、详细的说明。0018 本发明的螺杆泵包括两个螺杆，一根螺杆为四头螺杆，另一根螺杆为三头螺杆。0019 请参阅图1所示，其为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形四头螺杆的径向截面图；本发明四头螺杆径向截面的形状，四头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周均匀分布，其中一头由齿顶圆弧线aj、径向直线段ab、广义摆线bc、齿根圆弧线ed、广义摆线de和径向直线段ef依顺序连接而成。其中，齿顶圆弧线aj和齿根圆弧线ed都是以所述的四头螺杆的中心点o1为圆心的圆弧，径向直线段ab和ef的长度可调，也可省略。0020 请参阅图2所示，其为本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形三头螺杆的径向截面图
11、；本发明三头螺杆径向截面的双头螺杆的每头螺杆的齿形相同，且沿圆周对称分布，其中一头由包络线fe、广义摆线af、齿顶圆弧线ab、广义摆线bc、包络线cd和齿根圆弧线dg顺序连接而成；其中，齿顶圆弧线ab和齿根圆弧线dg都是以三头螺杆的中心点o2为圆心的圆弧。0021 当三头螺杆和四螺杆以43的速比绕各自的圆心转动时，四头螺杆上广义摆线be和de分别是三头螺杆上的b点和a点在四头螺杆上形成的共扼曲线，三头螺杆上广义摆线af和bc分别是四头螺杆上的e点和b点在双头螺杆上形成的共扼曲线，包络线fe和cd分别是四头螺杆上的直线段ef和ab在三头螺杆上形成的共扼曲线。0022 所述的三头螺杆的齿根圆弧线d
12、g的弧度是四头螺杆齿顶圆弧线aj的弧度的4/3，所述三头螺杆齿顶圆弧线ab的弧度是所述四头螺杆齿根圆弧线cd弧度的4/3。所述的四头螺杆的齿顶圆半径与三头螺杆的齿顶圆半径相同，所述四头螺杆的齿根圆半径与说 明 书CN 101709698 A 3/3页5所述三头螺杆的齿根圆半径相同。0023 所述四头螺杆齿形的导程是所述三头螺杆的4/3，螺杆的长度略大于所述的四头螺杆的导程，两螺杆旋向相反。0024 请参阅图3所示，其是图1和图2所示的本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形两个螺杆作滚动时啮合状态图；所述的四头螺杆齿顶圆aj和齿根圆ed对应的啮合曲线分别是三头螺杆的齿根圆dg和齿顶圆ab，
13、所述的三头螺杆上点a和点b分别对应于四头螺杆上广义摆线de和广义摆线bc，所述的四头螺杆上点b和点e分别对应于所述三头螺杆上广义摆线bc和广义摆线af，所述四头螺杆上径向直线段ab和ef分别对应于所述三头螺杆上的包络线cd和fe。0025 请参阅图4所示，其是图1和图2所示的本发明不等齿数的大流量高压双螺杆泵的螺杆齿形两个螺杆作滚动时啮合曲线图。当两螺杆相对滚动时，所述的四头杆就会在所述三头螺杆上形成空间啮合曲线，所述的三头螺杆也会在所述的四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，从而产生压缩流体。0026 与对比文件比较本专利的优
14、势在于：0027 1、螺杆相对长度较短，本案每增加一级螺杆仅加长单级螺杆长度的三分之一，而对比文件每增加一级螺杆却要加长单级螺杆长度的二分之一，级数越多，本案优势越明显。0028 2.螺杆径向力平衡情况得到大幅改善，本案螺杆径向力平衡在平衡长度和力度上都大大优于对比文件。0029 3.从杆相对转速较低，本案在主杆转速与对比专利相等的情况下，从杆转速比对比文件要低，从而改善运行工况。0030 以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。说 明 书CN 101709698 A 1/2页6图1图2说 明 书 附 图CN 101709698 A 2/2页7图3图4说 明 书 附 图
