双螺杆真空泵属于容积式真空泵,螺杆转子对双螺杆真空泵的性能起决定性作用。为了解决现有的螺杆转子的截面型线设计复杂和泄漏三角形面积大的问题,本文基于共轭啮合原理建立了两种新型啮合模型:变速螺线的啮合模型和椭圆弧的啮合模型。根据这两种啮合模型提出了一种新型变速螺线-椭圆弧型螺杆转子,开发了转子型线的设计程序,并且推导了其完整的型线方程,研究了其设计方法、结构参数和啮合性能;设计了由该截面型线生成的变螺距螺杆转子及双螺杆真空泵整机三维结构;分析了截面型线几何参数对双螺杆转子以及双螺杆真空泵工作性能的影响;通过对双螺杆真空泵工作过程中气体流动过程的数值模拟和螺杆转子的受力变形分析,揭示了新型螺杆真空泵内部流场压力分布和速度矢量,比较了新型螺杆转子和现有螺杆转子在应力分布和变形量等方面的不同。所建立的变速螺线啮合模型,解决了回转式流体机械截面型线上两段同心圆弧之间难以光滑连接的问题;所建立的椭圆弧啮合模型,有效减小了因齿尖修正产生的泄漏三角形面积;与现有的圆弧-摆线等距曲线型螺杆转子相比,所提出的新型螺杆转子具有组成曲线简单,泄漏三角形面积小,空间接触线光滑且较短的优点,理论上具有更好的级间密封效果;在流场模拟中,双螺杆真空泵气体增压是转子内压缩过程、反流增压和混合增压的共同结果;在转子力学性能分析中,新型螺杆转子应力分布较好,相较现有转子齿根处没有应力集中,径向变形量也小于现有转子,具有较好的力学性能并且可以减小预留装配间隙。本论文的研究内容丰富了螺杆转子的种类,对于回转式流体机械的型线设计和优化具有重要的理论和工程意义。