近年来在半导体工业和液晶显示器制造工艺中,对清洁真空环境的要求越来越高.如在半导体的等离子增强气相沉淀(PECVD)和反应离子刻蚀(RIE)工艺中,在液晶生产上使用的蚀刻制程和生产TFT荧幕电浆(PLASMA)的CVD制程中,不但要求环境清洁,而且还需要抽除大量含有微小颗粒及粉尘的反应生成气体.这些问题都不是传统的有油泵所能解决的.该文的研究对象—螺杆式干式真空泵,抽气腔内无任何工作液,保证了被抽空间不受污染;无油蒸汽排放,保证了外部环境的清洁.由于阴阳转子齿面间留有间隙,因而可以抽除含有粉尘,或有腐蚀性,有毒的气体.在导师的悉心指导下,作者主要着重于以下几个方面的研究.阴阳螺杆的型线研究.螺杆端面型线采用双边对称圆弧型线,推导出啮合原理的数学表达式,建立几何模型推导出端面型线方程,继而推导出螺旋齿面方程.编制通用的绘图程序,绘出端面型线并求出各段型线上端点的坐标值,以便加工制造.几何特性的研究.包括转子的齿间面积和面积利用系数的计算,齿间容积的计算,齿间容积随阳转子转角变化的方程,几何抽速公式的推导,利用数值方法求解阴阳转子的接触线长度.工作过程的数值模拟.以单个齿间容积为研究对象,以阳转子转—转为研究过程,考虑气体通过各泄漏通道的泄漏和气体与螺杆间的对流换热,建立了描述齿间容积内气体压力、温度、质量和传热量的微分方程组,并应用四阶龙格—库塔法进行求解.得到气体压力、温度、质量和传热量随阳转子转角变化的曲线.根据得出的数据计算出压缩比、泄漏百分数等参数.最后对泵的实际容积流量、容积效率、压缩功率及绝热效率进行了讨论.转子端面型线方程推导的方法也可用于其它机械真空泵转子的型线研究,具有一定的指导意义.在工作过程模拟中引入了变质量热力学第一定律,在干式泵的热力性能研究中做了大胆的尝试.在对流换热系数的计算中应用了相似理论,这给在缺少实验条件下真空泵的对流换热系数的计算提供了新的思路.