一种变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机的制作方法

技术特征：
1.一种变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于：包括相互啮合的内转子和外转子，内转子型线为空间短幅外摆线的内等距线，外转子型线为空间短幅外摆线的共轭曲线，内外转子的型面分别由内外转子型线以变螺距的方式螺旋扫描而成；随着内外转子的旋转，基元容积由大端向小端方向逐渐减小，被压缩的流体从大端处吸入，从小端处排出。2.根据权利要求1所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，内转子节圆锥的底面半径r1，圆锥角δ1与外转子节圆锥的底面半径r2，圆锥角δ2之间满足：式中，z2为外转子的齿数，z1为内转子的齿数。3.根据权利要求2所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于：所述的空间短幅外摆线为半径较小的滚圆锥e1在自转的同时又绕着半径较大的发生圆锥e2做相切公转时，滚圆锥e1底面上一点m的轨迹；所述内转子的齿数z1等于发生圆锥e2的底面半径r
f
与滚圆锥e1的底面半径r
g
的比值；内转子型线c1由空间短幅外摆线沿着其内法向方向移动等距距离d得到，所述的等距距离d为内转子节圆锥半径r的n倍。4.根据权利要求2所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，从坐标系ox1y1z1变换到坐标系ox2y2z2的变换矩阵为m
12
，变换矩阵为m
12
满足：式中，坐标系ox1y1z1与坐标系ox2y2z2为固定在机架上的坐标系，坐标系ox2y2z2是坐标系ox1y1z1绕着oy1旋转θ而生成的，θ＝δ2‑
δ1；在内外转子上分别建立动坐标系ox1y1z1和ox2y2z2，则从坐标系ox1y1z1变换到坐标系ox1y1z1的变换矩阵为m
m1
，从坐标系ox2y2z2变换到坐标系ox2y2z2的变换矩阵为m
2m
；变换矩阵m
m1
与变换矩阵m
2m
满足下式：满足下式：m点在滚圆锥e1所在坐标系的动坐标为：其中：q＝mθsinq＝z1sinqr为内转子节圆锥任意截面上的半径，满足：
其中，p为内转子的螺距，为内转子螺旋转过的角度，其值从0变化到γ1。5.根据权利要求4所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，所述m点运动后所形成的空间短幅外摆线的方程为：其法线向量n为：内转子型线c1的方程为：其中：d＝nr即：其中，t从0变化到2π的z1倍，从0变化到γ1。6.根据权利要求5所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，将内转子型线c1的方程通过坐标变换从动坐标系ox1y1z1转换到动坐标系ox2y2z2，得到其共轭曲线族c(φ)；该共轭曲线族c(φ)的坐标为：即：其中φ＝φ1，φ1，φ2满足：故有：
利用空间啮合的啮合方程确定参数φ从而确定内转子齿顶型面的共轭曲线，啮合方程为：联立内转子型线的共轭曲线族c(φ)方程和啮合方程，则外转子型线c2的方程为：7.根据权利要求5所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于：内外转子的型面内外转子型线c1和c2沿着轴向方向以变螺距的方式螺旋扫描得到。8.根据权利要求1所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，其特征在于，外转子的齿数z2比内转子齿数z1多1，则内外转子的螺旋角γ1与γ2满足：内外转子的螺距p与l满足：内外转子同方向旋转，内转子的角速度ω1和外转子的角速度ω2满足：9.一种压缩机，其特征在于，转子采用如权利要求1
‑
8中任意一项所述变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子。

技术总结
一种变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机，双螺杆压缩机转子包括相互啮合的内转子和外转子，内转子型线为空间短幅外摆线的内等距线，外转子型线为空间短幅外摆线的共轭曲线，内外转子的型面分别由内外转子型线以变螺距的方式螺旋扫描而成；随着内外转子的旋转，基元容积由大端向小端方向逐渐减小，被压缩的流体从大端处吸入，从小端处排出。本发明以空间短幅外摆线的内等距线作为转子结构基础型线，使转子能够同时达到变螺距、内啮合以及锥形的要求。内啮合螺杆能够大幅度降低中心距的大小，且无需机壳就可以形成完整的封闭容积，减少了接触线的长度，能够有效减少泄露。本发明具有空间利用率高，结构简单，噪声低，高压比等优点。高压比等优点。高压比等优点。


技术研发人员：胡汪锋 何志龙 吴伟烽 邢子文
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2021/10/19