Зацепление винтовой машины с асимметричными профилями зубьев ведущего и ведомого роторов

 

Изобретение относится к винтовым машинам с асимметричными профилями зубьев ведущего и ведомого роторов и позволяет повысить КПД. Кривая BiCi профиля передней 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 BiCi плавно сопряжена с окружностью впадин радиуса RIBH и с дугой окружности радиуса R кривой АтВч профиля вне начальной окружности. Центр дуги AiBi расположен в пределах начальной окружности . Кривые соответствующего профиля зуба ведомого ротора выполнены по кривым обкатки зуба ведомого ротора по профилю зуба ведущего ротора. Выполнение кривой BiCi 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. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 04 С 18/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795287/29 (22) 11.01.90 (46) 15.05.92. Бюл.¹18 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных коглп рессоров (72) P.Т.Анишина, А.Л.Верный, В.Н.Налимов и А.И. Шварц (53) 621,514.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1401158, кл. F 04 С 18/16, 1988. (54) ЗАЦЕПЛЕНИЕ ВИНТОВОЙ МАШИНЫ

С АСИММЕТРИЧНЫМИ ПРОФИЛЯМИ

ЗУБЬЕВ ВЕДУЩЕГО И ВЕДОМОГО POTOРОВ (57) Изобретение относится к винтовым машинам с асимметричными профилями зубьев ведущего и ведомого роторов и позволяет повысить КПД. Кривая В1С1 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

„„. Ж „„1 733696 А1 дней по ходу вращения части зуба ведущего ротора в пределах начальной окружности выполнена по дуге окружности радиуса r c центром 04, расположенным вне начальной окружности. Кривая В1С1 плавно сопряжена с окружностью впадин радиуса К вн и с дугой окружности радиуса R кривой А1В1 профиля вне начальной окружности. Центр дуги

А1В1 расположен в пределах начальной окружности, Кривые соответствующего профиля зуба ведомого ротора выполнены по кривым обкатки зуба ведомого ротора по профилю зуба ведущего ротора..Выполнение кривой В1С1 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 приводит к подрезанию профиля при его обработке режущим инструментом в районе 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 число плавносопряженных 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 с

1733696 другом 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, плавносопряженной 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 АгРг, в пределах от окружности впадин Rzs?1 до начальной окружности Кгн выполнена в виде удлиненной эпициклоиды, образованной точкой А1 наружной окружности R1 ведущего ротора при качении его начальной окружности R« no начальной окружности Вгн ведомого ротора; часть профиля РгЕг, в пределах от наружной окружности Йг до начальной окружности Вгн выполнена дугой окружности с центром внутри начальной окружности ведомого ротора. Дуга РгЕг плавно сопряжена с одной стороны с участком АгРг, а с другой стороны с наружной окружностью Кг, Профиль тыльной, по ходу вращения е1, стороны зуба ведущего ротора имеет следующие участки: часть профиля зуба A1F1, от наружной окружности R1 до начальной окружности

R«ведущего ротора выполнена в виде зпициклоиды, образованной точкой Рг начальной окружности ведомого ротора Вгн при ее качении по начальной окружности R«ведущего ротора; чаСть прафиля Зуба F1E1 От начальнсй окружности R«до окружности впадин R»< ведущего ротора выполнена по кривой обкатки сопряженного профиля (ГгЕг) ведомо. го ротора.

Профиль передней по ходу вращения в1 стороны зуба ведущего ротора сформирован следующими кривыми:

Часть зуба А1В1 от наружной окружно5 сти R1 до начальной окружности R«выполнена подуге окружности радиуса R.

4асть зуба 31С1 от начальной окружности R«до его окружности впадин R»H выполнена дугой окружности r, с центром, 10 расположенным за пределами начальной окружности,и описывается уравнениями:

Х1 (R»?1 + г)соз V4 rsin О ?

У1 (1вн + r)Sin V4+ rCOS О.

Параметры дуги окружности определяются из условия плавности сопряжения с кривой профиля зуба А1В1 и окружностью впадин ведущего ротора следующим образом: величина радиуса дуги окружности r on20 ределится по теореме косинусов для треугольника 01004 (фиг.4). Окончательно уравнение, определяющее величину радиуса г,имеет вид:

? 1 ? 1

R + -Ri -RR> — RR cosC4+R cos Е4 — — R)L г

R 1рн R + ?11 cos (.=4 — R cos O1 где О4 =180 - И1.

Параметр Чг4 определится как сумма

Ч 4 = Чг +%, где Ч вЂ” профильный угол участка А1В1; величина угла Ч определится из треугольника 01В104

Ч у = arccos

Величина угла О будет изменяться в интервале: — О < О < 67 — — 1 где 64 =91 -90, 40 07 =90 - Ч?4;

91 — профильный угол участка А1В1

Профиль передней по ходу вращения стороны впадины ведомого ротора сформирован следующими участками:

45 Часть профиля, ниже начальной окружности Вгн до окружности впадин Бган ротора, участок АгВг (фиг.1),выполнена по огибающей дуги окружности А1В1 ведущего ротора.

50 Часть профиля от наружной окружности

Вг до начальной окружности Кгн, участок

ВгСг, выполнена по огибающей дуги В1С1 ведущего ротора, 55 В представленном зацеплении роторов из-за отсутствия подрезания могут быть уменьшены действительные профильные зазоры, что, как следствие, приведет к повышению КПД компрессора.

1733696

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 Й Р Л

Редактор М.Васильева Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 1651 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101