高精度空间螺旋齿廓高效轭合展成法

摘要

本发明涉及流体机械的空气动力技术领域，具体地说是一种高精度空间螺旋齿廓高效轭合展成法，其特征在于：在螺旋转子齿侧添加间隙，使相互轭合的螺旋公转子与螺旋母转子得到0.02mm～0.035mm的均匀的轭合空间工作间隙，并采用空间曲线方程切线斜率逼近弧微分方法获得实际加工齿廓分段方程，将实际加工齿廓分段方程输入高精度五轴磨床的加工程序中，并沿着螺旋转子的齿侧进行磨削。本发明同现有技术相比，获得的螺旋公转子与螺旋母转子的空间曲面接触线短，封闭容积小，有利压力油膜形成，消除加工尖点、重复点和间断点，从而形成光滑过渡；有效减小动力损失并提供了高效均匀密封带；产品耐磨、柔性轭合、噪音低。

主权项

一种高精度空间螺旋齿廓高效轭合展成法，将包括螺旋公转子、螺旋母转子的螺旋转子齿廓方程加工坐标分别输入高精度五轴磨床进行编程加工，磨削出相互轭合的螺旋公转子与螺旋母转子，其特征在于：在螺旋转子齿侧添加间隙，使相互轭合的螺旋公转子与螺旋母转子得到0.02mm～0.035mm的均匀的轭合空间工作间隙，上述轭合空间工作间隙采用如下方法获得：（1）工况：排气温度为小于110℃、排气压力小于3.0Mpa的高温高压的工况；（2）展成：理论齿廓分段方程为 x = x ( t ) y = y ( t ) , 在此基础上采用空间曲线方程切线斜率逼近弧微分方法获得实际加工齿廓分段方程 x ′ = x + ‾ d k 1 + k 2 y ′ = y ± d 1 1 + k 2 , 将实际加工齿廓分段方程输入高精度五轴磨床的电脑加工程序中，并沿着螺旋转子的齿侧进行磨削；其中实际齿廓分段方程中的 k = ( x i - x i + 1 ) y i - 1 ( x i - 1 - x i ) ( x i - 1 - x i + 1 ) + 2 x i - x i - 1 - x i + 1 ( x i - x i - 1 ) ( x i - x i + 1 ) y i + x i - x i - 1 ( x i + 1 - x i - 1 ) ( x i + 1 - x i ) y i + 1 , 所述的螺旋转子的齿侧是指螺旋公转子与螺旋母转子的节圆啮合零对零接触带的工作侧；所述的k为空间切线斜率，所述的d为理论齿廓曲线和实际廓曲线间的法向间隙；在理论齿廓方程的曲线上取三点i点、i‑1点、i+1点，其中i点为理论齿廓方程曲线与法线NN的相交点，i点的坐标值为（xi，yi），i‑1点与i+1点是分别位于xi两侧的在理论齿廓方程曲线上的点，i‑1点的坐标值为（xi‑1，yi‑1），i+1点的坐标值为（xi+1，yi+1）；所述的螺旋公转子与螺旋母转子的参数材质采用45号调质钢，棒料或QT球墨铸件，热处理后的硬度为HB190～240；螺旋公转子长径比为1.4～2.0；螺旋角度 240°～300°；空间零对零接触带在有油润滑的条件下，空间零对零接触带宽度为0.1～0.2mm；动平衡G2.5级；实际磨削加工获得的精度如下：当螺旋齿廓外径在小于Ф300㎜时，齿廓齿形的误差小于±0.01㎜；当螺旋齿廓外径小于Ф300㎜时，全导程的误差小于±0.01㎜，分度的误差小于±0.01㎜，光洁度为0.4。