基于属性拓扑的螺杆转子型线分析

（陕西理工大学机械工程学院,陕西汉中 723001）

1 引言

螺杆压缩机的运转部件少、大修期长、工作时可以强制输气、动平衡性好[1]，可应用在粉尘、煤矿和工艺气体等车间内，也可装备在尺寸和工作条件严苛的机车、船舶等设备上。

螺杆转子作为螺杆压缩机的主要零部件，要求齿面精度高、齿间流量大、泄漏量小等，由于第一代对称型线很难满足工作要求，这种设备在当时并没有得到普及。20世纪70年代，通过对原始不对称型线的改进，第二代不对称的转子型线降低了内部泄漏，提高了热力学效率，同时随着精密螺纹铣床的发展[2]，不仅保证转子复杂型面的精度，其生产成本也大大降低[3]。转子型线发展至今，新一代型线在优化的同时引入了椭圆、椭圆包络线等新曲线类型，接触线更短，内部泄漏降低约90%[4]，工作性能得到了进一步提升。

传统的型线设计方法是从二维曲线出发，先设计阴阳转子中的一个型线，再利用啮合原理生成一对端面曲线和空间曲面[4-6]；后来，出现了通过多变量全局优化改进某种型线既而生成新型线的方法[7]；近些年，以满足技术指标的啮合线为前提，通过调整影响工作性能的参数[8]或调整三次样条曲线控制点[9]来逆向解析生成新型线的方法被广泛采用。

但是，这类利用高次样条曲线生成型线的方法，不仅和先进齿形有很大差距，而且仍需要包络线上的离散点组才可以加工[10]。与此同时，这类型线对生产转子的刀具、工装和机床等要求也会相应提高，理论上最佳性能的转子未必能够大批量生产。……