基于啮合线法的螺杆转子型线设计方法
双螺杆压缩机转子型线正向设计及自动寻优
2023年第47卷第11期Journal of Mechanical Transmission双螺杆压缩机转子型线正向设计及自动寻优孙维杰1,2何雪明1,2胡蓉1,2（1 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214122）（2 江南大学机械工程学院，江苏无锡214122）摘要目前，双螺杆转子型线的设计方法有正向设计和反向设计两种。
其中，正向设计是先确定好其中一个转子（一般为阴转子）的某一段型线，根据啮合定律和坐标转换法，求出另一转子（一般为阳转子）的一段型线，再进一步得到转子的啮合曲线；反向设计是先确定好啮合曲线，再根据坐标转换法和啮合定律，求得对应的阴、阳转子型线段。
本文基于双螺杆压缩机的综合性能来进行转子型线的正向设计，并尝试推导出一种自动寻优的方法。
首先，将已知转子型线分为多段，求解出每一段的表达式；进一步，得到各段节点，并确定转子型线控制点的调整范围；最后，基于综合性能表达式对各段型线进行自动寻优。
通过对比，发现寻优后转子型线的密封性能有所提升。
关键词正向设计综合性能自动寻优密封性能Forward Design and Automatic Optimization of Rotor Profile of the TwinScrew CompressorSun Weijie1,2He Xueming1,2Hu Rong1,2(1 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology, Wuxi 214122, China)（2 School of Mechanical Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)Abstract At present, there are two ways to design the rotor profile of a twin screw compressor: forward design and reverse design. In the forward design, the first step is to obtain a certain profile of one rotor (female rotor generally). The next is to solve the profile of the other rotor (male rotor generally) based on the law of meshing and the method of coordinate transformation. Further, the meshing line is achieved. In the reverse design, we should obtain the meshing line firstly and then the profiles of rotors are obtained based on the method of coordinate transformation and the law of meshing. This study conducts a research on the forward design of twin screw compressor based on comprehensive performance and tries to deduce a method of automatic optimization. The procedures are as follows: dividing the profiles of rotors into sections, solving the expression of each section, achieving the nodes of each section, making sure the adjustment range of control points of the rotor profile and proceeding the automatic optimization based on comprehensive performance. By comparison, the sealing property of rotor profiles has been improved by automatic optimization.Key words Forward design Comprehensive performance Automatic optimization Sealing property0 引言双螺杆压缩机具有可靠性高、适应性强、操作和维护方便以及动态平衡良好等多种优点，已经广泛应用于冶金、食品、化工等多个行业。
基于不同啮合线对双螺杆空气压缩机转子的设计分析
基于不同啮合线对双螺杆空气压缩机转子的设计分析作者：李雪斌王坤郭堂成来源：《数码设计》2017年第04期摘要：介绍了双螺杆空气压缩机转子型线设计的研究现状及主要方法。
重点研究基于啮合线反求转子型线的新方法，根据阴阳螺杆转子坐标系建立了啮合线坐标系，研究了啮合线为点、直线和曲线时反求转子型线的方法，最后得出不同啮合线下的转子型线的通用计算公式，为双螺杆空气压缩机转子型线的设计提供了参考。
关键词：双螺杆空气压缩机；阴阳螺杆转子坐标系；啮合线坐标系；转子型线中图分类号：TP973 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）04-0045-04Design and Analysis of Rotor of Two-Screw Air Compressor Based on Different Meshing Lines LI Xuebin*， WANG Kun， GUO Tangcheng（School of Mechanical Engineering，Anhui University Of Science And Technology， Anhui Huainan， 232001， China）Abstract：The research status and main methods of the rotor profile design of rotor of two-screw air compressor are introduced.This paper focuses on the new method of rotor wire based on meshing line， and according to the coordinate system of yin and yang screw rotor， the meshing line coordinate system is established， and study the method of finding the rotor profile when the meshing line is the point， the straight line and the curve.Finally， a general formula for calculating the rotor profile under different meshing lines is obtained， which provides a reference for the design of the rotor profile of rotor of two-screw air compressor.Key words： twin-screw air compressor； yin and yang screw rotor coordinate system；meshing line coordinate system； rotor profile引用：李雪斌，王坤，郭堂成. 基于不同啮合线对双螺杆空气压缩机转子的设计分析[J]. 数码设计， 2017， 6（4）： 45-48.Cite：LI Xuebin， WANG Kun， GUO Tangcheng. Design and Analysis of Rotor of Two-Screw Air Compressor Based on Different Meshing Lines[J]. Peak Data Science， 2017， 6（4）：45-48.螺杆式空压机顾名思义，其主要部件是压缩转子[1]。
用啮合理论研究三螺杆泵转子齿形
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ： Ｔ ｅｒ ｔｒ ｐ ｏ ｌ ｓｏ ｃ ｅ ｕ ｓａ ｅ ｃ ｍｐ ｉａｅ ｅ ｅ ａｌ ， ｎ ｅ ｒ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｑ ａｉｎ ａ ｅ ｓ ｖ ｒｌｍｅｈ ｄ ． ｈ ｏｏ ｓ ｒｆ ｅ ｆｓ ｒ ｗ ｐ ｍｐ ｒ ｏ ｌ ｔｄ ｇ ｎ ｒ ｌ ａ ｄｔ ｉ ｄ ｃ ｉ ｆ ｕ ｔ ｓｈ ｖ ｅ ｅ ａ ｉ ｃ ｙ ｈ ｄ ｏ ｅ ｏ ｔｏ ｓ Ｕ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｆｇ ａ ｏ ｎ ｃ ｆ ｅ ｎ ｃｉ ｎ ｌ ｅ ｆ ＜ １ ５ ＞ ｔｒ ｅ ｓ ｒ ｗ ｓｎ ｒ ｉｌ ｓｏ ｅ ｒｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ｈ ｑ ａｉ ｓ ｏ ｏ ｈ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｏ ｃ ｃｏ ｄ ｐ ｏ ｌｓ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｓ ｏ ｉ ｏ ｎ ３ ｈｅ ｃｅ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｔ ｒ ｅ ｓ ｒｗ ｕｍｐ；ｐ ｎ ｉｌ ｓｏ ｅ ｒｃ ｎｎ ｃｉ ｎ； ｒｔ ｒ ｐｒｆｌ ｓ ｅ ｕ ｔｏ ｓ ｈ ｅ ｃｅ ｐ ｉ ｒ ｃｐ ｅ ｆｇ ａ ｏ ｅ ｔｏ ｏｏ ｓ ｏ ｅ ； ｑ ａ ｉｎ ｉ
１ 前 言
型 线方 程及 啮合 线 方 程 ， 及摆 角 与 张 角之 间 的 以
Ｚ Ｅ Ｇ Ｍｅ— ｅｇ ， Ｎ ｈｏＷ Ｓ Ｎ Ｑｎ —ｕ Ｃ Ｎ ｅ Ｈ Ｎ ｉ ｈｎ ＷＡ Ｇ Ｚ ａ—Ｕ ，Ｕ ｉｇｙｎ ，ＨＥ Ｇ Ｆ ｉ ｓ
（ ． ａ ｎ ｏｅｔ ｎｖｒｔ， ａ ｎ １０ ７ Ｃ ｉａ２ Ｈ ａｇｈ ｎＩｄ ｓｙＰ ｍｐＦ ｃ ｒ，Ｈ ａ ｇｈｎ２ ５ ２ ， ｈ ａ １ Ｎ ｍｉｇＦ ｒｓｙＵ ｉｅｓｙＮ ｍｉｇ ０ ３ ， ｈ ；． ｕ ｎｓａ ｎ ｕｔ ｕ ａｔ ｒ ｉ ２ ｎ ｒ ｏ ｙ ｕｎｓａ ４ ０ １Ｃ ｉ ） ｎ
关系。
罗茨风机的全啮合转子型线构建
罗茨风机是一种 回转容积式流体机械 ， 作为 输送 各种 低压 的气体 和抽 真空设 备而 得到广 泛应
用 。罗茨 风机 的 叶轮 转 子 型线 作 为 其关 键 技 术 ，
影 响叶轮 转子 间 的啮合 间隙 ， 而影 响密封效 果 、 进
气 体泄漏 和性 能 特性 ， 罗茨 风 机 工作 过 程 中 的 对 效率 、 噪声 和 可靠 性 都 产 生 较 大 的影 响 －］ ６。然 而在 实 际的制造 加工 和生产 维修 过程 中难 以构建 出完全 啮合 的转子 型 线 ， 难 以把各 种 啮合 型线 或 光 滑连接 ， 常 出现 在 连接 点 处 转 子型 线 过 渡不 经
行 效率 和性 能 － 。 ， Ｊ 本 文针对 罗茨 风机 叶轮转 子型线 不连续 或局
则有 Ｌ ＝ ２ 。 Ｒ 。该转 子 型线 由 ３部 分 组 成 ：
（） １ 齿顶 Ｃ Ｄ段 为 圆心 ０ ，在节 圆上 的 圆弧 ， 对 其
圆弧一 圆渐 开线 型罗茨 风机 的转子 如 图 １所
示， ０ ０、 两 点 间距 离 为 Ｌ 分别 以 ０、 为 圆心 ， ， ０， 以 Ｌ ２为半径 作 圆 ， 圆为节 圆 ， ／ 该 设节 圆 的半 径 为
。 ，
光滑， 或局部型线不啮合等问题 ， 在工作中在转子 型线 啮合 处产 生严 重 的气 体 泄漏 ， 重 影 响 其运 严
一种基于齿条法的螺杆转子型线设计方法
一种基于齿条法的螺杆转子型线设计方法徐健;许岭松;余小玲;冯全科【摘要】采用齿廓法线法,详细演示了齿条法这一转子型线设计方法,并推导出齿条上的典型基本曲线段对应展成的转子曲线段的方程.通过解析齿条法设计的代表型线,如Linde型线、Rinder型线和N型线,展示了齿条法设计的特点,为进一步设计高效型线提供参考.%This paper presents a new rotor profile generation processor of screw compressors using rack generation procedure, based upon the Lewis theorem,and demonstrates the step-by-step derivation of the equation of the profile generated by the basic curve placed in the rack.By taking Iinde Profile,Rinder Profile and N Profile as examples,we reveal the characteristics of rack generation procedure,which provides reference for further development of rotor profile.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】螺杆转子;型线设计;齿廓法线法;齿条法【作者】徐健;许岭松;余小玲;冯全科【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TH455螺杆压缩机转子型线的不断更新改进，结合转子加工能力的持续提高，使得螺杆压缩机性能大幅提高和市场份额迅速扩大。
基于啮合线法的螺杆转子型线设计方法
基于啮合线法的螺杆转子型线设计方法徐健;周恩民;许岭松;余小玲;冯全科【摘要】This paper presents a new rotor profile generation processor of screw compressors using meshing line method, based upon the Lewis theorem,and demonstrates the step-by-step derivation of the equation of the profile generated by basic curve placed in the meshing line. Furthermore, we reveal the characteristics of this new profile generation method by giving an specific example, which provides reference for further development of rotor profile.%采用齿廓法线法,演示了啮合线法这一转子型线设计方法,并推导出啮合线上各典型基本曲线段对应展成的转子曲线段的方程.通过设计实例,展示了啮合线法设计的特点,为进一步设计高效型线提供参考.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】螺杆转子;型线设计;齿廓法线法;啮合线法【作者】徐健;周恩民;许岭松;余小玲;冯全科【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TH4551 引言螺杆压缩机是一种容积式增压设备，通过一对相向旋转的共轭转子和机壳内壁配合，槽间容积经历从形成到封闭再到减小的过程以达到槽内工质压力升高的目的。
螺杆转子的型线是决定压缩机性能的主要因素，也是螺杆压缩机面世以来研究的重点和热点。
基于螺杆啮合原理
基于螺杆啮合原理，通过数学推导，得到单头等螺距梯形内凹型线的完整型线方程，包括齿面方程、端面截形以及轴向截形。
给出了面积利用系数公式以及理论抽速公式，讨论了型线中各参数对干式螺杆真空泵的性能的影响。
最后运用Solidworks 软件建模，通过模拟啮合，验证了型线方程的正确性—拥有完整的啮合线，且啮合运转过程中不会发生齿面干涉。
20 世纪90 年代，随着半导体工业和液晶显示器制造工艺的不断发展，对清洁真空环境的要求越来越高，传统的油封式机械泵的返油问题日益尖锐，急需一种运行稳定可靠，且抽气腔内完全无油的新型真空泵，干式螺杆真空泵顺应而生。
其具有结构简单紧凑，运行稳定可靠，可直排大气，抽气腔内完全无油等特点。
干式螺杆真空泵的核心部件是一对相互啮合的螺杆转子，转子型线的优劣直接影响到泵的整体性能、运行的稳定可靠以及制造成本。
早期的螺杆真空泵型线多源自双螺杆压缩机，如多头双边对称圆弧型线，具有抽速大，结构紧凑的特点，但极限真空度低，转子设计加工难度偏大，逐渐被单头型线所取代。
单头型线按照截面形状分为单头矩形截面型线和单头梯形截面型线，其中梯形截面型线在转子齿根强度以及面积利用系数方面具有明显的优势。
单头等螺距梯形内凹型线是目前国内外厂商最为常用的一种型线，其综合性能优秀，密封性能良好，面积利用系数大，且解决了转子的齿面干涉问题，故为广泛采用。
螺杆转子副啮合是一种复杂的空间啮合，为补偿转子的加工安装误差以及运转过程中的受力受热变形，两转子实际型线之间需预留一定的间隙值。
为保证螺杆真空泵的气密性，转子之间啮合间隙均匀且保持一定值非常重要。
而转子的实际型线是在理论型线的基础上沿啮合点法线方向各减去预留间隙的一半而得到的。
因此，必须保证转子的理论型线共轭，即在转动过程中的任意时刻任意与端面平行截面上两转子至少有一点啮合。
故可以从螺杆转子的端面型线出发，研究螺杆转子型线。
1、端面型线的组成及型线方程渐开线和摆线是转子设计中常常选用的两种基本型线，基圆半径相等且延伸方向相反的一对渐开线（摆线），是理想的共轭啮合曲线。
一种基于齿条法的螺杆转子型线设计方法
１ 引言
螺 杆 压 缩 机 转 子 型 线 的不 断 更 新 改 进 ，结 合
线 中心 距 Ａ 断 扩 大 ，取 到极 限值 无 穷 大时 ，上 述 不 的 回转 刀 具 就 演 变 为 非 回旋 体 齿 条 。相 对 的 ，齿 条 法 则 是 先 确 定 刀 具 刃 形 ，即齿 条 形 状 ，再 计 算
出转 子 型线 。
转 子加工能力 的持续提高 ，使得 螺杆压缩 机性能
大 幅 提 高 和 市 场 份 额 迅 速 扩 大 。 因 此 ，螺 杆 转 子 的 型线 设 计 一 直 是 国 内外 研 究 的 热 点 和 重 点 ，各 种 特 征 的新 型 线 也 被 接 踵 推 出 。 转 子 型 线 的设 计 方 法 由转 子 的 加 工 方 式 决 定 。转 子 的 现 代 加 工 主 要 有 成 形 刀 具 （ 括 铣 削 加 工 的铣 刀 、滚 削 加 工 包 的 滚 刀 和 磨 削 加 工 的砂 轮 ） 法 和 齿 条 法 两 种 。前
者 的加 工 如 图 １ 示 ， 通 过 事 先 确 定 的 转 子 形 状 所
螺 杆 转 子 属 于 齿 轮 机 械 的一 种 ，实 质 上 ，齿 条 法 也 是 加 工 齿 轮 的 展 成 法 （ 成 法 ） 在 加 工 螺 范 旋 转 子 机 械 领 域 的应 用 。 与 齿 轮 齿 形 相 类 似 ，齿 条 法 加 工 的 转 子 型 线 中 存 在 较 多 渐 开 线 ，这 也 是
关键词 ：螺杆转 子 ；型线设计 ；齿廓法线 法；齿条法
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ ５ Ｈ ５ 文 献标 志 码 ：Ａ
Ｓ ｕ ｎ ｔ ｒ Ｐｒ ｆｌ ｓｇ ｆＳｃ ｅ Ｃｏ ｐｒ ｓ ｏ ｓ Ｂａ ｅ ｔ ｄｙ ｏ Ｒｏ ｏ ｏ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｗ ｍ ｉ ｅ ｓ ｒ ｓ ｄ Ｕｐｏ ｃ ｎｅ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈｏ ｎ Ｒａ ｋ Ｇｅ ｒ ｔｏ ｔ ｄ
双螺杆压缩机转子啮合线与型线关系研究
SRM 系 列 型 线、复 盛 型 线、日 立 型 线、寿 力 型
线等.
[]
MENSSEN 等 ４ 在２０ 世纪７０ 年代提出了采
用齿条法设计加 工 早 期 的 阴 阳 转 子 型 线 的 方 法,
[]
RINDER ５ 在 １９８４ 年提出了齿条法设计方法,并
在 ３ 年 后 设 计 出 了 相 应 的 转 子 型 线.STOS
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a,２００８,
１２３(
６):
４２１８
Ｇ
４２２６．
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(编辑 袁兴玲)
生.华 北 电 力 大 学 能 源 动 力 与 机 械 工 程 学 院 博 士 研 究 生.
博士研究生.田振华,男,
１９８７ 年 生. 华 北 电 力 大 学 能 源 动 力 与
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异向啮合型双螺杆捏合机转子型线演化及其混合性能_魏静
(Key Laboratory for Precision & Non-traditional Machining of Ministry of Education, Dalian University of Technology, Dalian 116024)
Abstract：In order to solve the expressions of mathematical model, performance optimization and comparison among all kinds of different types of rotor profiles of intermeshing counter-rotating twin-screw kneader, a unified mathematical model for the design of different rotor profiles is established. When changing the teeth number of female and male rotors and other design parameters, a series variety of screw rotor profiles, including those commonly used rotor profiles, can be obtained by evolution method. The visual simulation of dynamic mixing process for a high viscosity non-Newtonian fluid in the flow channel of several typical screw rotors with particle tracer method is implemented. To represent the mixing performance of rotors including distributive and dispersive mixing, contrastive analysis for some parameters, such as residence time distribution density function, separation scale, rate of extension and rate of shear, etc., are carried out. The results show that the distributive mixing ability of differential twin-screw kneaders is better than that of traditional intermeshing counter-rotating twin-screw kneaders, the dispersive mixing ability of traditional intermeshing counter-rotating twin-screw kneaders is superior to which of differential twin-screw kneaders. The results provide a data basis for the selection of rotor profiles and optimization of performance of intermeshing counter-rotating twin-screw kneader. Key words：rotor profiles；evolutionary design；distributive mixing；dispersion mixing
一种螺杆压缩机转子型线设计方法[发明专利]
![一种螺杆压缩机转子型线设计方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6ab284a4f7ec4afe05a1df5a.png)
专利名称：一种螺杆压缩机转子型线设计方法专利类型：发明专利
发明人：邢子文,吴华根,曹锋,束鹏程
申请号：CN200510096391.2
申请日：20051121
公开号：CN1760552A
公开日：
20060419
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种螺杆压缩机转子型线设计方法，根据螺杆压缩机转子型线的一般要求和实际使用场合的特殊要求，先初步选定一种或几种二次曲线组成齿曲线，二次曲线包括圆弧、椭圆及其共轭包络线，齿曲线不含点、直线及其共轭摆线，然后通过定量计算齿曲线的几何特性值并预测螺杆压缩机性整体能，调整和优化齿数组合及型线结构参数；使所设计型线的阴转子汽体合力矩接近零；利用有限元法对型线各部分的变形进行具体的分析和计算，确定啮合间隙，并在节圆附近的驱动侧和非驱动侧，设置驱动带，从而保证在压缩机工作时，阴、阳转子仅在节圆附近以纯滚动的方式接触和传递力矩。
该方法设计的转子适合采用磨削的方法加工，并能够提高性能和降低噪声。
申请人：西安交通大学
地址：710049 陕西省西安市咸宁路28号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：李郑建
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基于啮合位置相关性的双螺杆压缩机转子型线设计
基于啮合位置相关性的双螺杆压缩机转子型线设计
王健帆;谷丽瑶;冉小平
【期刊名称】《压缩机技术》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】通过对压缩机转子组成齿曲线的旋转变换,探究变换前后的齿曲线所对应包络条件的显示变化关系,揭示了双螺杆转子上的啮合位置相关性。
基于啮合位置相关性,对螺杆转子型线的设计流程进行了改进。
并以德国GHH型线为例进行推导演绎,揭示了GHH型线几何构型的特点。
结果表明:利用啮合位置相关性改进的型线设计方法更加快捷有效。
【总页数】6页(P10-14)
【作者】王健帆;谷丽瑶;冉小平
【作者单位】西南交通大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH455
【相关文献】
1.双螺杆压缩机转子啮合线与型线关系研究
2.基于不同啮合线对双螺杆空气压缩机转子的设计分析
3.基于不同啮合线对双螺杆空气压缩机转子的设计分析
4.双螺杆压缩机转子啮合线对其性能参数的影响
5.异向啮合型双螺杆捏合机转子型线演化及其混合性能
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螺杆压缩机 型线设计.
H
EF
O1
AB
O2 E
1
A
2
D
FG
B
优缺点？
GH
BC
对滚圆弧
1
4.5.3 典型螺杆型线分析
径向直线修正的对称圆弧齿形
径向直线修正的对称圆弧齿形
阳螺 杆
A1B1
阴螺 杆
A2B2
齿曲线的形成
滚圆（半径为阴 转子节圆半径的 一半），在阳转 子的外部做纯滚 动形成的摆线 A1B1，在阴转子 内部做纯滚动形 成直线A2B2
点啮合摆线
4.5.2 转子型线分析
直线啮合摆线
若a=r1t+r，b=r=r2t/2?即滚圆 半径为转子2的节圆半径的一 半，形成点在滚圆圆周上
x2 A a cos2 b cos c1 y 2 A a sin 2 b sin c2
c Aa r
销齿圆弧的共轭曲线
啮合条件
r2t sint r2t sin( t i1 ) 0
x 共轭曲 线方程 y
1 1
b cos k1 r cost k1 A cos1 b sin k1 r sint k1 A sin 1
x1 A r2t r cost y1 r sint
其中：
t t ' ct, c a / r , a R r
内摆线方程：
x a cos(t 0 ) b cos(ct 0 ) tb t t e y a sin( t ) b sin( ct ) 0 0
4.5.2 转子型线分析
4.5.2 转子型线分析
对滚圆弧
螺杆转子啮合原理
螺杆转子啮合原理嘿，你有没有想过，在那些大型机械的内部，有一些小小的部件在进行着一场极为精密又神奇的“舞蹈”呢？今天呀，我就想和你唠唠螺杆转子的啮合原理，这可真是个超级有趣的事儿！我有个朋友，他在一家机械制造厂里工作。
有一次，我去他厂里参观，看到那些巨大的机器在轰隆隆地运转，我就好奇地问他：“这里面最精妙的部件是啥呀？”他神秘兮兮地把我带到一个机器前面，指着里面的螺杆转子说：“就是这个，别看它不起眼，这里面的学问可大了。
”我当时就瞪大了眼睛，这两根看起来有点像螺纹形状的东西，到底有啥神奇的呢？咱先来说说螺杆转子的基本形状吧。
你可以把螺杆转子想象成两条长长的、螺旋状的“大蛇”。
不过这可不是普通的蛇哦，它们的身上有着精心设计的螺纹。
一条螺杆转子就像是主动的舞者，它开始转动的时候，就像一个舞者迈出了第一步，带动着整个舞蹈的节奏。
另一条螺杆转子呢，就像是它的舞伴，要精准地配合着它的动作。
这两根螺杆转子要啮合在一起，就像是两个人跳舞的时候要紧紧相拥，但又不能互相干扰。
它们的螺纹必须要完美地契合。
这就好比是两个拼图块，一块凸出来的部分，必须要准确无误地嵌入另一块凹进去的部分。
如果有一点点的偏差，那就像跳舞的时候踩错了节拍，整个机器的运转就会出问题。
我在想啊，设计螺杆转子的工程师们肯定就像是超级厉害的舞蹈编导。
他们要精确地计算出每一个螺纹的角度、深度和间距。
这可不是一件轻松的事儿！就像编排一场高难度的舞蹈，要考虑到每一个动作的幅度和顺序。
我曾经问过厂里的工程师：“你们怎么就能确定这两个转子能完美啮合呢？”他笑着说：“这就像是一场数字的游戏，我们要在纸上把它们的运动轨迹都算得清清楚楚。
”当螺杆转子开始转动的时候，那可真是一场视觉上看不见但原理上超级精彩的表演。
主动的螺杆转子像一个充满活力的舞者，快速地旋转着，它的螺纹不断地推动着旁边的螺杆转子。
这就好比是一个人在拉着另一个人的手，带着他一起旋转。
而且呀，在这个过程中，它们之间的空间关系是不断变化的。
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Ｄ 础 Ｒ ｃ ｈ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ９ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ０ １ — ０ ７
基于啮合线法的螺杆转子型线设计方法
徐 健’ 。周 恩 民 ，许 岭松 ’ ，余小 玲 ’ ，冯全 科’
（ １ ． 西安交通 大学能源与动力 工程学院 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ４ ９ ； ２ ． 中国空气 动力研究与发展 中心 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ０ ０ ０ ）
对应 的阳／ 阴转子 的共轭齿形和啮合线方程 。这种
将基本曲线布置在转子上 的方法 ，称为 “ 转子法” 。
基本 曲线可以统一布置在一个转子中，即直接确定
建立 了转角与曲线参数的一一映射关系 ；将求得的
条件式代入原方程 ，并通过坐标变换 ，则可求解 出
工质压力升高 的 目的 。螺杆转 子的型线是决定 压 缩机性能 的主要 因素 ，也是螺 杆压缩机面世 以来
研 究 的重 点 和 热 点 。经 过 上 百 年 的 积 累 ，出现 了 数 以百 计 的螺 杆 压 缩 机 转 子 型 线 ；特 别 是 上 世 纪
ｍｅ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｅ ．Ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｒ ｅ， ｗｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｎ ｅ ｗ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ｙ ｇ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｆ ｕ ｔ ｒ ｈ ｅ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ．
（ ａ ） 中的步骤推导得到 ［ １ － ５ １ ，即在阴／ 阳转子坐标系
中选择一个坐标系 ，将预先确定的基本二维曲线布 置其 中，由包络原理推导 出啮合条件的方程式 ，即
对相 向旋转 的共 轭转子和机壳 内壁配合 ，槽 间容
积 经 历 从 形 成 到 封 闭 再 到 减 小 的 过 程 以达 到 槽 内
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ； ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｅ ｗｉ Ｌ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｍ； ｍｅ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
１ 引言
螺 杆 压 缩 机 是 一 种 容 积 式 增 压 设 备 ，通 过 一
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｏ ｆ ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ， ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｕ ｐ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｌ ｅ ｗ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｍ， ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｍｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｐ － ｂ ｙ — ｓ ｔ ｅ ｐ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｌ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ
ＸＵ Ｊ ｉ ａ ｎ ， Ｚ ＨＯ Ｕ Ｅ ｎ — ｍｉ ｎ ， ＸＵ Ｌ ｉ ｎ ｇ ・ ｓ ｏ ｎ ｇ ’ ， Ｙ Ｕ Ｘ ｉ ａ ｏ — ｌ ｉ ｎ ｇ 。 ， Ｆ Ｅ ＮＧ Ｑ ｕ ａ ｎ — ｋ ｅ （ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ａ ｎ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘｉ ａ ｎ ７ １ ０ ４ ９， ０ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ＆ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｃ ｅ ｎ — ｔ ｅ ｒ ， Ｍｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ６ ２ １ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｈ ４ ５ ５ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｒｏ ｔ ｏ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｉｌ ｆ ｅ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｒ ｅ ｗ Ｃｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｓ Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｕｐ ｏ ｎ Ｍｅ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ Ｌｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
摘要 ：采 用齿廓 法线法 ，演 示 了 啮 合线 法这 一转子型 线设计 方法 ，ห้องสมุดไป่ตู้推导 出啮 合线上各典 型基本 曲线段 对应展成 的转子 曲
线段 的方程 。通过设计 实例 ，展 示 了啮 合线法设计 的特 点 ，为进一步设计 高效型线提 供参考 。 关键词 ：螺杆 转子 ；型线设计 ；齿廓 法线法 ；啮合线 法