(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210816978.X (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 王闯　刘一爽　刘明昆　王炳棋　 邢子文　何志龙　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 房鑫 (51)Int.Cl. F04C 2/16(2006.01) F04C 18/16(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/28(2020.01) (54)发明名称 一种双螺杆转子、 转子型线生 成方法及双螺 杆机械 (57)摘要 一种双螺杆转子、 转子型线生 成方法及双螺 杆机械， 包括相互啮合的阳转子和阴转子， 阳转 子和阴转子的啮合线由7段曲线组成， 其中， 曲线 AB、 BC、 CD、 DE为圆心位于x轴的圆弧； 曲线E F为经 过A点的圆弧或椭圆弧， 圆心位于x轴下方； 曲线 FG和GA为圆心位于x轴的圆弧或椭圆弧， 相邻曲 线相切； 啮合线确定后根据包络条件式以及阴、 阳转子动坐标系和啮合线静坐标系之间的转换 关系式生成阴、 阳转子单齿型线， 再经重复旋转 后生成完整型线。 本发明的转子型线采用逆向啮 合线法生成， 设计周期短， 可快速生成高性能转 子型线； 啮合线组成曲线均为圆或椭圆， 可对转 子型线的各功能段进行充分优化， 使得经过优化 后的双螺杆机 械具有优异的综合 性能。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115095518 A 2022.09.23 CN 115095518 A 1.一种双螺杆转子， 其特征在于， 包括相互啮合的阳转子和阴转子， 阳转子和阴转子的 啮合线由7段曲线AB、 BC、 CD、 DE、 EF、 FG、 GA组成， 其中， A、 C、 G三点位于坐标系x轴上， A点为转 子型线节点； C点为啮合线左端点， 是啮合线与阴转子齿根圆交点； G点为啮合线右端点， 是 啮合线与阳转子齿根圆交点； 所述曲线AB为圆弧线段， 曲线AB的圆心位于x轴上， 半径小于 阴转子节圆半径； 曲线BC为圆弧线段， 曲线BC的圆心位于x轴上， 半径小于阳转子齿顶圆半 径； 曲线CD为圆弧线 段， 曲线CD的圆心 位于x轴上， 半径 不大于阳转子齿高半径； 曲线DE为圆 弧线段， 曲线D E的圆心位于x轴上， 半径小于曲线CD半径； 曲线EF为圆弧或椭圆弧线 段， 曲线 EF经过A点， 圆心位于x轴下方； 曲线 FG为圆弧或椭圆弧线 段， 曲线FG的圆心 位于x轴上； 曲线 GA为圆弧或椭圆弧线 段， 曲线GA的圆心位于x轴上， 且为直线AG的中点； 曲线BC和曲线CD在C 点相切， 曲线EF和曲线FG在F点相切， 曲线FG和曲线GA在G点相切， 曲线GA和曲线AB在A点相 切。 2.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线AB的参数 方程为： 式中， ΔrAB是设计变量， 为阴转子节圆半径与曲线AB圆弧半径的差值， R2t为阴转子节圆 半径， θAB为曲线AB的圆心角， 通过曲线AB和BC在 B点相交这 一几何条件求出。 3.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线BC的参数 方程为： 式中， ΔrBC是设计变量， 为阳转子齿顶圆半径与曲线BC圆弧半径的差值， R1为阳转子齿 顶圆半径， θBC为曲线BC的圆心角， 通过曲线AB和BC在 B点相交这 一几何条件求出。 4.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线CD的参数 方程为： 式中， ΔrCD和θCD是设计变量， ΔrCD为阳转子齿高半径与曲线CD圆弧半径的差值， θCD为 曲线CD的圆心角， R为阳转子齿高半径， r2为阴转子齿根圆半径。 5.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线DE的参数 方程为： 式中， rDE和 θDE是设计变量， rDE为曲线DE的圆弧半径， θDE为曲线DE圆弧 的圆心角， xO_DE为 曲线DE圆弧的圆心横坐标， θDE0为D点对应的角度参数， xO_DE和θDE0通过曲线DE经过D点这一 几何条件求出。 6.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线EF的参数 方程为： 式中， rEF_x、 rEF_y和 θEF1是设计变量， rEF_x和rEF_y分别为曲线EF椭圆沿x方向和y方向的半权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115095518 A 2径， θEF1为F点对应的角度参数， xO_EF和yO_EF分别为曲线 EF椭圆圆心的横坐 标和纵坐标， θEF0为 E点对应的角度参数， xO_EF、 yO_EF和θEF0通过曲线EF经过E点和A点这两个几何条件求出； 当 rEF_x与rEF_y相等时， 曲线EF为圆弧。 7.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线FG的参数 方程为： 式中， rFG_x和rFG_y分别为曲线FG椭圆沿x方向和y方向的半径， R2为阴转子齿顶圆半径， θFG1为F点对应的角度参 数， rFG_x、 rFG_y和 θFG1通过曲线FG经过F点、 以及曲线EF和F G在F点相切 这两个几何条件求出； 当rFG_x与rFG_y相等时， 曲线FG为圆弧。 8.根据权利要求1所述的双螺杆转子， 其特 征在于， 所述曲线GA的参数 方程为： 式中， rGA_y是设计变量， 为曲线GA椭圆沿x方向和y方向的半径， H为阴转子齿顶高； 当 时， 曲线GA为圆弧。 9.一种如权利要求1 ‑8中任一项所述的双螺杆转子的转子型线生成方法， 其特 征在于： 根据啮合原理， 将啮合线方程代入下述包络条件式求得 阴转子位置参数： 式中， 为阴转子初始转过的角度， 也即阴转子位置参数， A为中心距， k＝i+1， i为转子 齿数比， x0和y0为啮合线坐标， 为常数， 每一段啮合线组成曲线的 值不同； 将啮合线方程和求得的阴转子位置参数代入阴、 阳转子动 坐标系和啮合线静坐标系之 间的转换关系式中， 从而求得阴、 阳转子型线上与啮合线组成曲线AB、 BC、 CD、 DE、 EF、 FG、 GA 一一对应的A1B、 BC、 CD、 DE、 EF、 FG、 GA 2： 式中， x2和y2为阴转子型线坐标， x1和y1为阳转子型线坐标； 按照下式补充阴转子齿顶圆弧段型线A2A 1和阳转子齿根圆弧段型线A2A 1， 从而得到完 整的单齿阴、 阳转子型线：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115095518 A 3