基于稳态温度场的涡旋真空泵涡旋齿高设计

【摘要】：简化涡旋真空泵中涡旋齿为涡旋齿中线,建立了涡旋齿稳态温度场模型。基于涡旋齿稳态温度场,对不同参数和工况的涡旋齿模型进行有限元模拟,拟合得出涡旋齿端面齿高变形简化计算公式,据此对涡旋齿高基本尺寸和公差进行设计。研究表明:涡旋齿的稳态温度可由其中面温度代替,始端涡旋齿温度为排气温度,温度随展角增大而近似于线性下降;涡旋齿高变形与涡旋齿高成正比,涡旋齿理论展角处变形最大,变形随涡旋齿展角增大而减小, 成近似成余弦关系,在距齿末端大约理论展角处变形达到最小。涡旋齿高设计包括齿高基本尺寸和尺寸公差设计, 考虑稳态温度场影响设计得到的涡旋齿高尺寸偏差明显比不考虑温度场时大,但这种设计方法能够保证真空泵获得更好的端面密封性能,可用于涡旋真空泵和其他的涡旋机械设计中。