Page 93 - 机械制造及其自动化

第三章 空气压缩机的设计与优化改进研究

会产生杂音。

4.齿间面积
将螺杆的齿间容积投影至螺杆的轴向端面所形成的投影面积，称为齿间面

积。当阴阳螺杆转子的型线设计完成时，齿间面积也就固定成形。
（二）转子型线的设计原则

在上面内容中我们探讨了螺杆转子的几点设计要素，为了保证转子的性能良
好，我们总结如下几点转子的设计原则：
第一，必须满足螺杆转子的接触线连续并且长度尽可能地短。因为接触线是

高低压的分界线，只有满足这些条件才有可能完全消除高低压之间的内泄漏问
题，提高转子的工作效率。一般在工程实际中，为了防止阴阳螺杆在啮合的时候

发生牵涉，在设计的时候会在螺杆之间留一定的间隙，那么此时的接触线不是一
条实线，取而代之的是间隙。只有理想状态下的接触线越短间隙也越小，转子的

工作内泄漏也就越少。
第二，在设计时应尽可能地减少泄漏三角形的面积。因为泄漏三角形的面积

越大，高低压区域的内泄漏也就越大，转子的工作效率越低。设计时应尽可能使
阴阳转子的接触点靠近缸体与转子的交汇点，这样可以减少泄漏三角形的面积。

第三，尽可能增大齿间面积。齿间容积越大转子的单次循环的产气量就越
大，相对降低转子的内泄漏率，提高转子的工作效率。

第四，尽可能减少密封容积。绝大多数的转子都会有密封容积。设计合理的
转子型线，严控密封容积的体积使其最小。

第五，影响转子性能的因素很多，如转子的加工精度、缸体的加工精度等。
转子的性能因素之间相互约束，如减少接触线的长度可以保证高低压区域之间完

全隔离，但是减少接触线的长度会增大泄漏三角形的面积，所以在设计螺杆转子
是应该权衡利弊耦合优化出最佳方案。
（三）转子的坐标方程

阴阳螺杆表面啮合过程较为复杂，对其啮合过程中每个啮合段进行定量的研
究比较困难。为了能够定量化的研究，我们建立如下的转子坐标系（如图3-6所

示）。由于转子的啮合曲线为空间曲线，所以我们建立四个多维度坐标系。

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