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涡旋真空干泵因其抽气能力出色、功率消耗低、振动噪音小、腔内无油等性能特点，已经在半导体制备、制药化工、科研仪器等行业领域广泛应用，涡旋真空泵市场需求日益扩大，国内外多家科研院所与真空设备生产厂家都相继对其展开研究。但是目前涡旋真空干泵性能得不到显著提高、应用范围受到很大局限，市场亟需开发高效、紧凑的涡旋真空泵新型结构。
本文以多腔涡旋真空干泵为研究对象，根据涡旋机械理论，提出了多腔涡旋真空泵的抽气理论，建立了多腔涡旋真空泵能参数的计算方法，并与单腔结构进行了横向比较，发现在同一基准下，多腔比单腔的抽气速率增大76.4％，轴承处载荷峰值降低88.8％，摩擦损耗降低58.3％，从理论上证实了多腔涡旋真空泵在结构上的优越性。以四腔为例，从多腔涡旋盘所受载荷着手，利用ANSYS Workbench分别研究了双侧多腔动静涡旋盘在气体载荷、热载荷与热-固载荷耦合作用下的稳态变形与应力分布情况，并经过对装配条件下多腔真空泵的热-固耦合分析，得出多腔涡旋真空泵中各个涡旋体的最佳径向间隙，为双侧多腔涡旋真空干泵的设计制造提供了理论指导。
论文对多腔涡旋真空干泵支承方式提出了改进措施，探究了涡旋真空干泵支承结构与密封方式的关联形式，分析了多腔涡旋真空泵中波纹管密封技术的应用问题，改进了涡旋真空泵内密封波纹管的设计方法。通过对简支与悬臂两种结构的有限元分析，发现在悬臂支承下，主轴变形量增大0.73μm，应力最大值减小9.4MPa，仍在许可范围之内。计算给出了四腔涡旋真空泵算例的最佳悬臂伸出长度与电机转子安装位置，为多腔涡旋真空泵支承结构改进提供了理论基础。
论文还对多腔涡旋盘的制造方法进行了讨论。通过调研分析给出了三种可行的涡旋盘制造方法，并借助UG CAM模块，分别对四腔动静涡旋盘精铸件、试制件等良种工艺进行了仿真加工。研究发现，批量生产条件下，多腔涡旋盘加工时间仅比单腔延长了12.1％，可以实现与单腔涡旋盘的等效率加工。论文最后还讨论了保证多腔涡旋盘设计与加工精度的条件和要求，并设计了专用卡具。
本文通过多腔涡旋真空干泵的设计理论和结构改进的研究，提高涡旋真空干泵性能，拓宽涡旋真空干泵应用范围，为更多工业领域获得高效清洁的真空环境提供理论基础和设计参考。
本文以多腔涡旋真空干泵为研究对象，根据涡旋机械理论，提出了多腔涡旋真空泵的抽气理论，建立了多腔涡旋真空泵能参数的计算方法，并与单腔结构进行了横向比较，发现在同一基准下，多腔比单腔的抽气速率增大76.4％，轴承处载荷峰值降低88.8％，摩擦损耗降低58.3％，从理论上证实了多腔涡旋真空泵在结构上的优越性。以四腔为例，从多腔涡旋盘所受载荷着手，利用ANSYS Workbench分别研究了双侧多腔动静涡旋盘在气体载荷、热载荷与热-固载荷耦合作用下的稳态变形与应力分布情况，并经过对装配条件下多腔真空泵的热-固耦合分析，得出多腔涡旋真空泵中各个涡旋体的最佳径向间隙，为双侧多腔涡旋真空干泵的设计制造提供了理论指导。
论文对多腔涡旋真空干泵支承方式提出了改进措施，探究了涡旋真空干泵支承结构与密封方式的关联形式，分析了多腔涡旋真空泵中波纹管密封技术的应用问题，改进了涡旋真空泵内密封波纹管的设计方法。通过对简支与悬臂两种结构的有限元分析，发现在悬臂支承下，主轴变形量增大0.73μm，应力最大值减小9.4MPa，仍在许可范围之内。计算给出了四腔涡旋真空泵算例的最佳悬臂伸出长度与电机转子安装位置，为多腔涡旋真空泵支承结构改进提供了理论基础。
论文还对多腔涡旋盘的制造方法进行了讨论。通过调研分析给出了三种可行的涡旋盘制造方法，并借助UG CAM模块，分别对四腔动静涡旋盘精铸件、试制件等良种工艺进行了仿真加工。研究发现，批量生产条件下，多腔涡旋盘加工时间仅比单腔延长了12.1％，可以实现与单腔涡旋盘的等效率加工。论文最后还讨论了保证多腔涡旋盘设计与加工精度的条件和要求，并设计了专用卡具。
本文通过多腔涡旋真空干泵的设计理论和结构改进的研究，提高涡旋真空干泵性能，拓宽涡旋真空干泵应用范围，为更多工业领域获得高效清洁的真空环境提供理论基础和设计参考。