双螺杆泵螺旋面形成与齿形选择的方牙形优化

所谓“方牙形”双螺杆泵是指螺杆螺旋的齿形在螺杆轴截面上的几何形状为矩形、正方形以及包括非对称的三角形和梯形等所构成。其螺杆螺旋面乃是由通过旋转体为圆柱体的轴线的平面几何形状（矩形、梯形等形状）沿着旋转体表面作螺旋线运动而得到的（图4-8）。

图4-8中矩形平面ABCD通过半径为r的圆柱体轴线、并沿着圆柱体表面作螺旋线滑动，直线AB和CD的轨迹就形成了螺杆螺旋表面。AB和CD称为螺旋形表面的形成线，r为螺旋面的根圆半径，螺旋面的顶圆半径则为R=r+a，式中：a为矩形AB的长度。若用正方形、三角形或梯形等平面形状代替矩形，就得到相应形状的螺旋面。

“方牙形”双螺杆泵多数采用两根螺杆的螺旋面齿形相同、螺旋均为单头以及螺旋的螺距（即导程）固定不变。平面几何形状采用矩形、梯形或三角形等。

图4-8 平面形状为矩形的螺杆螺旋面的形状

组成螺旋的几何要素通常为齿顶圆直径D、齿根圆直径d、导程T和α角。α角为螺旋表面与螺杆轴线相垂直的平面所成的倾角。图4-8中矩形的AB和螺杆轴线相垂直的平面所成的夹角α=0°，随着α角的增大，矩形变成梯形，直至变成三角形。α角的最大值对于不同的是不同的，最大的α角为(www.xing528.com)

通常设计泵时，可在相当大的范围内独立变动几何要素、和α，以达到泵的外形尺寸不变而改变泵的性能参数，使一种规格的泵有较宽的使用工况。

通常选择和的最佳范围可参照Ω形双螺杆泵。为提高容积效率，应选择较小的螺旋深度和较大的螺距。

在平面几何形状对称的情况下，最好采用α=0°的矩形剖面。增大α角虽有利于提高理论流量，但也会引起漏泄的增大。因此输送粘度很小的水等介质，不宜采用α＞5°的梯形断面。选择梯形剖面的优点是介质进入螺旋槽较矩形断面的阻力小，而且它的加工工艺也比矩形剖面好，因此输送粘度大的介质常采用梯形剖面，有的甚至采用α=30°的等腰梯形剖面。实际上，随着α角的增大，螺旋齿顶圆的表面积就减小，从而减少摩擦损失，提高机械效率。因此有的就采用非对称梯形，平面几何形状的一条边α=0°，另一条边的α角甚至达58°，以求得较好的综合效果。