摘 要

135型三螺杆泵是一种技术含量相当高的容积式泵。因其压力稳定、转速高、结构简单、寿命长等优点得到了广泛应用。尤其是近几年工业的快速发展，使得三螺杆泵的应用前景越来越好。不过三螺杆泵的技术含量较高，而我国在这方面的研究还只是停留在初级水平，因此设计、生产出来的产品不能够达到理想的使用效果。常常会出现运动不平稳、功率损耗大、磨损快等等的问题。这些都大大的限制了三螺杆泵的发展和推广。所以对三螺杆泵的理论研究是非常必要的。

本文对135型螺杆泵螺杆的外旋风刀具进行设计。首先，完成135型螺杆泵修正摆线齿形公式的推导；其次，完成螺杆法截面、纵截面齿形计算。最重要的是对外旋风刀具的设计，建立刀具和工件两个坐标系，通过坐标变化完成外旋风刀具的理论推导。最后，采用Matlab编程计算以及使用SolidWorks软件进行建模仿真，完成135型螺杆泵的主螺杆螺杆的外旋风刀具，验证设计的可行性。

关键词：135型三螺杆泵；共轭理论；外旋风； Matlab； SolidWorks

Design of external cyclone cutter for 135 screw pump screw

ABSTRACT

135 type three screw pump is a volumetric pump with high technology content.It has many advantages, such as stable pressure, high rotating speed, simple structure and long service life. Therefore, it has been widely used.Especially in recent years, the rapid development of industry, it makes the application of three screw pump is getting better and better.However, our country's research in this area is still at the primary level.Therefore, design products don't achieve the desired results.The problems of unsteady motion, large power loss and rapid wear often occur.These issues limit the development and promotion of the three-screw pump.So the theoretical study of the three screw pump is very necessary.

Based on the theory of space meshing and the design of tool profile, this paper deduces the formula for the modification of a type 135 screw pump.By using the coordinate transformation principle, the contact line equation is transformed into the tool coordinate system. The calculation of the longitudinal and normal sections of the screw is completed, and the profile of the screw forming tool is designed.The design of the external cyclone tool of the main screw screw of the 135 type screw pump is completed by Matlab programming, and the simulation results are verified by using SolidWorks to verify the feasibility of the design result.

Key Words：135 type three screw pump; Theory of conjugate；

Outside a whirlwind; SolidWorks; Matlab

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………………………………1

1.1 选题的目的及意义 …………………………………………………………………………………1

1.2国内外发展现状………………………………………………………………………………………1

2 三螺杆泵及旋风切削方法介绍………………………………………………………………………… 2

2.1 三螺杆泵的结构及应用领域……………………………………………………………………… 2

2.2旋风切削方法介绍……………………………………………………………………………………3

3 135型螺杆泵螺杆的外旋风刀具设计………………………………………………………………… 1

3.1 135型螺杆泵修正摆线齿形公式的推导………………………………………………………… 1

3.1.1 坐标的建立…………………………………………………………………………………… 1

3.1.2 参数间的关系………………………………………………………………………………… 4

3.2 螺杆法截面、纵截面齿形计算…………………………………………………………………… 5

3.2.1法截面齿形方程…………………………………………………………………………………5

3.2.2纵截面齿形方程…………………………………………………………………………………7

3.3外旋风刀具的设计……………………………………………………………………………………8

3.4 本章小结……………………………………………………………………………………………10

4 螺杆及刀具的建模仿真…………………………………………………………………………………11

4.1 Matlab和Solidworks软件介绍………………………………………………………………… 11

4.2 螺杆建模仿真………………………………………………………………………………………11

4.3 外旋风切削刀具的建模……………………………………………………………………………16

4.4 本章小结……………………………………………………………………………………………16

5 总 结……………………………………………………………………………………………………17

致谢…………………………………………………………………………………………………………18

参考文献……………………………………………………………………………………………………19

1 绪论

1.1 选题的目的及意义

135型三螺杆泵是一种技术含量相当高的容积式泵。因其压力稳定、转速高、结构简单、寿命长等优点得到了广泛应用。尤其是近几年工业的快速发展，使得三螺杆泵的应用前景越来越好。不过三螺杆泵的技术含量较高，而我国在这方面的研究还只是停留在初级水平，因此设计、生产出来的产品不能够达到理想的使用效果。常常会出现运动不平稳、功率损耗大、磨损快等等的问题。这些都大大的限制了三螺杆泵的发展和推广。所以对三螺杆泵的理论研究是非常必要的。

目前，规模小的公司没有能力进行独立研究，产品设计依靠有能力的大公司，使得产品质量得不到保证。有能力的公司一般都采取合资形式，使用国外技术，国内生产。这样普遍的限制了对国内螺杆泵理论的研究技术研发。只有加大对螺杆泵理论体系的研究，获得研究成果，或者通过先进研究方法的引入，创新加工设计方法，从而改善国内企业产品质量差，没有自主产权的问题，逃脱外资的限制。

本设计主要对135型螺杆旋风切削进行理论研究，完成135型螺杆的外旋风刀具的设计。旋风切削方法是一种类似切削的机械方法，对螺杆泵的主杆以及从杆的加工都有很好的效果。旋风切削较大程度的提升了螺杆加工的工作效率，相比专用加工设备来说，价格低廉，大大降低生产成本。因此，设计好的外旋风刀具，意义很大。

1.2 国内外发展现状

在国内，三螺杆泵起步较晚。但是，起步后立即迎来高速发展阶段，国内对螺杆泵的需求量逐渐增大，给螺杆泵市场带来了很好的机遇。由于技术革新跟不上日益增长的需求量，部分企业创新思路不够，导致质量下降。