Зацепление винтовой машины с асимметричными профилями зубьев ведущего и ведомого роторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1733696 А 4 С 18/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторныхкоглп рессоров(56) Авторское свидетельство СССРМ 1401158, кл, Е 04 С 18/16, 1988.(54) ЗАЦЕПЛЕНИЕ ВИНТОВОЙ МАШИНЫС АСИММЕТРИЧНЪМИ ПРОФИЛЯМИЗУБЬЕВ ВЕДУЩЕГО И ВЕДОМОГО РОТОРОВ(57) Изобретение относится к винтовым машинам с асимметричными профилями зубьев ведущего и ведомого роторов и позволяетповысить КПД, Кривая В 1 С профиля переИзобретение относится к компрессорной технике, а именно к винтовым компрессорам, и может быть использовано в расширительных машинах.Известен винтовой компрессор, содержащий два параллельно расположенные ротора со взаимоогибаемыми винтовыми рабочими поверхностями зубьев. Роторы обычно имеют разное число заходов.В известном компрессоре асимметричный профиль зубьев роторов состоит из большого числа участков, Одним из недостатков такого профиля является отсутствие плавного сопряжения участков друг с другом, так как на границе участки не имеют дней по ходу вращения части зуба ведущего ротора в пределах начальной окружности выполнена по дуге окружности радиуса г с центром 04, расположенным вне начальной окружности, Кривая В 1 С 1 плавно сопряжена с окружностью впадин радиуса К 18 н и с дугой окружности радиуса й кривой А 1 В 1 профиля вне начальной окружности, Центр дуги А 1 В 1 расположен в пределах начальной окружности, Кривые соответствующего профиля зуба ведомого ротора выполнены по кривым обкатки зуба ведомого ротора по профилю зуба ведущего ротораВыполнение кривой В 1 С 1 в виде дуги окружности, плавно сопряженной с соседними участками, позволяет устранить подрезание зубьев и соответственно уменьшить профильные зазоры, в результате чего повышается КПД машины, 3 ил. общей касательной (или нормали). Это при-водит к подрезанию профиля при его обра- О ботке режущим инструментом в районе О граничной точки. В результате получается местное увеличение зазора по линии контакта, рост утечек, а, как следствие, снижение КПД,Известен также асимметричный профиль, выбранный в качестве прототипа, который имеет наибольшее числоплавносопряженных участков, Однако, и в этом профиле нет плавного сопряжения передней по ходу вращения части профиля головки и ножки зуба ведущего ротора. Соответственно плавно не сопряжены друг сдругом огибаемые участки профиля впадины ведомого ротора.Цель изобретения - повышение КПД машины путем формирования профиля плавносопряженными кривыми, исключающими возможность подрезания в процессе обработки.Поставленная цель достигается тем, что профиль ножки зубьев ведущего ротора со стороны передней по ходу вращения части зуба, в пределах от окружности впадин до начальной окружности выполнен дугой окружности с центром, расположенным за пределами начальной окружности, плавно- сопряженной с одной стороны с кривой, расположенной в пределах от начальной окружности до окружности выступов, образующей головку зуба, а с другой стороны с окружностью впадин, а соответствующий профиль впадин ведомого ротора выполнен по кривым обкатки,На фиг.1 - 3 показаны торцевые сечения винтовой поверхности сопряженных роторов, выполненных по предлагаемому техническому решению, Профиль тыльной по ходу вращения са стороны впадины ведомого ротора имеет следующие участки:часть профиля впадины А 2 Е 2, в преде- ЛаХ От ОКРУжНОСтИ ВПаДИН В 2 вн ДО НацаЛЬ- ной окРУжности В 2 н выполнена в виДе удлиненной эпициклоиды, образованной точкой А 1 наружной окружности В 1 ведущего ротора при качении его начальной окруж- НОСТИ В 1 н ПО НаЧаЛЬНОй ОКРУжНОСтИ В 2 н ведомого ротора;часть профиля Р 2 Е 2, в пределах от наружной окружности Й 2 до начальной окруж- НОСТИ В 2 н ВЫПОЛНЕНа ДУГОЙ ОКРУжНОСтИ С центром внутри начальной окружности ведомого ротора. Дуга Е 2 Е 2 плавно сопряжена с одной стороны с участком А 2 Р 2, а с другой стороны с наружной окружностью В 2,Профиль тыльной, по ходу вращения в 1, стороны зуба ведущего ротора имеет следующие участки:часть профиля зуба А 1 Р 1, от наружной окружности В 1 до начальной окружности Й 1 н ВЕДУЩЕГО РОтОРа ВЫПОЛНЕНа В ВИДЕ ЗПИ- циклоиды, образованной точкой Е 2 начальНай ОКРУжНОСтИ ВЕДОМОГО РОтОРа В 2 н ПРИ ЕЕ КаЧЕНИИ ПО НацаЛЬНОй ОКРУжНОСтИ Я 1 н ВЕДУ- щего ротора;чаСть прафиля Зуба Р 1 Е 1 От начальнсй ОКРУжНОСтИ В 1 н ДО ОКРУжНОСтИ ВПаДИН В 1 вн ведущего ротора выполнена по кривой обкатки сопряженного профиля (Г 2 Е 2) ведомо, го ротора.Профиль передней по ходу вращения в 1 стороны зуба ведущего ротора сформирован следующими кривыми:Часть зуба А 181 от наружной окружно сти Я 1 До начальной окРУжности Я 1 н выполнена по дуге окружности радиуса В,Часть зуба 81 С 1 от начальной окружно- СтИ В 1 н да ЕГО ОКружНОСтИ ВПадИН В 1 вн ВЫ- полнена дугой окружности г, с центром, 10 расположенным за пределами начальной окружности,и описывается уравнениями: Х 1 = (В 1 вн + г)соз Ч 4 - гз и О 2 У 1 =-(Я 1 вн + г)з и Ч 4 + гсоз О, Параметры дуги окружности определяются из условия плавности сопряжения с кривой профиля зуба А 1 В 1 и окружностью впадин ведущего ротора следующим образом:величина радиуса дуги окружности г оп ределится по теореме косинусов для треугольника 01004 (фиг.4). Окончательно уравнение, определяющее величину радиуса г,имеет вид;2 1 2 25,- Й + -Й 1 ЙЙ - ЙЙ 1 С 0561+Й С 05 Е 11 -- Й 15 нЙ 10 н Й + Й 1 С 05 8 Й С 05 051 где 04=180- 91, Параметр Чг 4 определится как сумма Ч 4 =%+%, где Р 2 - профильный угол участка А 1 В 1;величина угла Ч 5 определится из треугольника 01 В 104Чгу = агссоз 35Величина угла О будет изменяться в интервале: - 0О6 ув -где ЯЬ =О -90, 40 Йу =90 - Чу 4; 91 - профильный угол участка А 1 В 1Профиль передней по ходу вращения стороны впадины ведомого ротора сформирован следующими участками: 45 Часть профиля, ниже начальной окруж- НОСТИ В 2 н дО ОКружНОСтИ ВПадИН В 2 вн рстО- ра, участок А 2 В 2 (фиг.1),выполнена по огибающей дуги окружности А 1 В 1 ведущего ротора. 50 Часть профиля от наружной окружности В 2 до начальной окРУжности В 2 н, Участок В 2 С 2, выполнена по огибающей дуги В 1 С 1 ведущего ротора, 55 В представленномзацеплении роторов из-за отсутствия подрезания могут быть уменьшены действительные профильные зазоры, что, как следствие, приведет к повышению КПД компрессора.Формула изобретения Зацепление винтовой машины с асимметричными профилями зубьев ведущего и 5 ведомого роторов, из которых кривая профиля передней по ходу вращения части зуба ведущего ротора вне начальной окружности выполнена в виде дуги окружности с центром, расположенным в пределах начальной 10 окружности, кривая этого профиля в пределах начальной окружности плавно сопряжена с кривой вне начальной окружности и с окружностью впадин, а соответствующий участок профиля зуба ведомого ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведомого ротора по профилю зуба ведущего ротора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, кривая профиля ведущего ротора в пределах начальной окружности выполнена в виде дуги окружности с центром, расположенным вне начальной окружности.1733696 РТ Г, ги 3 0 рректор О.Ципле Техред М.Моргентал Реда кт асиль Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1651 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5