双螺杆真空泵是一种容积式的真空泵,螺杆转子对双螺杆真空泵的极限真空度和抽速等性能起决定性作用。为了解决螺杆转子截面型线上圆渐开线无法光滑连接齿顶圆弧和齿根圆弧、空间接触线不连续导致较大级间泄漏的问题,本文建立了两种新型的啮合模型:偏心渐开线的啮合模型和正弦螺旋线的啮合模型。根据这两种新型的啮合模型构建了适用于双螺杆真空泵的新型全啮合螺杆转子,研究了其设计方法、主要结构参数和啮合性能,并分析了主要结构参数对双螺杆真空泵工作性能的影响规律。对全啮合螺杆转子的工作过程进行了流场模拟,并将其与现有常用的螺杆转子进行了密封性能和高温热变形对比。为解决现有变螺距转子内容积比小、级间泄漏严重、存在偏心力影响啮合的问题,本文研究变螺距螺杆转子的设计方法,并由此构建了一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子。所建立的两种新型的啮合模型,解决了螺杆转子截面型线上两段同心圆弧之间难以光滑连接的问题。与常用的摆线-渐开线型螺杆转子相比,所提出的新型全啮合螺杆转子的截面型线上组成曲线之间完全光滑连接,具有更好的啮合性能,螺杆转子具有光滑、连续且较短的空间接触线,不存在泄漏通道,具有更好的级间密封效果。在相同的工作条件下,新型全啮合螺杆转子的最大周向热变形量较小,具有更好的力学性能,可以减小因预留装配间隙过大产生的级间泄漏。根据所提出的变螺距螺杆转子的设计方法,构建了一种自平衡的变螺距锥形螺杆转子,截面型线在螺旋展开的过程中连续变化,使齿厚增长规律与气体增压规律相符,能够减小真空泵的尺寸、增大吸气容积、提高内容积比。本论文的研究内容丰富了螺杆转子的种类,对于双螺杆真空泵的型线设计和优化具有重要的理论和工程意义。