羅茨轉子是羅茨真空泵、羅茨鼓風機、羅茨壓縮機和羅茨流量計等一系列應用羅茨原理工作的設備的核心部件。1854年，美籍以色列人Roots兩兄弟在旋轉鼓風機的基礎上發明瞭(le)一種新型鼓風機，即用兩個葉形轉子在氣缸内作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉風機，爲瞭(le)紀念這個發明，所以将這種類型的風機按兩兄弟的名字命名爲羅茨風機。1868年，德國的錦工(Aerzener) 機械公司在歐洲制造瞭(le)第一台羅茨風機並(bìng)於1930年開始制造羅茨式氣量計。1954年，德國的Heraeus發明瞭(le)羅茨真空泵。在中國，1957 年錦工鼓風機廠首先開始制造羅茨鼓風機。
羅茨轉子橫斷面的外輪廓稱爲轉子的型線。目前常用的轉子型線主要有三類：漸開線型、圓弧型和擺線型。圓弧是在羅茨轉子設計中大量應用的曲線元，俄國工程師A. M. 卡茲在著作中多次提到圓弧轉子型線。劉坤和巴德純在對圓弧型型線研究時，引入瞭(le)形狀系數和峰頂系數，通過這兩個系數來體現容積利用率的不同。Chiu-Fan Hsieh對不同峰頂系數的羅茨進行比較，得出瞭(le)性能較好的羅茨曲線。真空技術網(認爲漸開線型轉子由圓弧和漸開線組成。圓弧型和擺線型由於(yú)面積利用系數低得不到廣泛的應用。漸開線由於(yú)便於(yú)加工且密封性能好而被廣泛採用。
除傳統的擺(bǎi)線型轉子外，李建磊和葉仲和對内外圓弧加擺(bǎi)線型的轉子進行研究。劉林林等則在傳統的漸開線基礎上加入擺(bǎi)線對轉子的性能進行瞭(le)改進。劉玉岱提出通過“圓弧一擺(bǎi)線一漸開線”的線型減小轉子之間氣體洩露量的方法。
本文以基圓半徑爲70mm的羅茨轉子爲例，提出一種新型的羅茨流量計轉子型線，並(bìng)對該型線進行公式推導，将型線方程化，從而可用該方法可得出一系列不同基圓的新型羅茨曲線，並(bìng)在此基礎上研究瞭(le)型線的齧合特性和面積利用率。
本文以基圓半徑爲70mm 的羅茨型線爲例，圓心作爲爲原點。水平向左爲X軸正方向，豎直向上爲Y軸正方向。由於(yú)型線是上下左右對稱(chēng)的，可以僅考慮第一象限的情況。新型羅茨轉子型線的原理如圖1 所示。對於(yú)第一象限的曲線可以把它分爲兩部分，以45°角爲分界線， 45°以前即AB段是由四段圓弧所組成，45°以後的BC段由漸開線組成，CD爲圓弧段。
圖1 新型羅茨型線圖
在實際設計中選用轉子型線時，還應考慮：轉子占的體積要小，轉子要有良好的幾何對稱性，轉子要有足夠的強度且應該易加工。通過對羅茨型線的調研和研究，得到瞭(le)一個系列的圓與圓的漸開線的組合的羅茨型線的分段公式。編(biān)程得到整體型線上的各個點坐标。通過對該組合型線的連續性及面積利用率進行分析，得到該型線具有良好的連續光滑性，且面積利用率比傳統的漸開線型轉子高。
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