随着社会经济和技术的发展,罗茨鼓风机的工作性能受到更多关注,与之相关的研究也在不断涌现。作为一种气体输送设备,罗茨鼓风机应用广泛,其市场需求也逐年增加。然而,现有的罗茨鼓风机存在着工作效率不足、气体动力性噪声大等问题,极大的影响了罗茨鼓风机的生产应用。为此,本文开展罗茨鼓风机转子型线和气流脉动的研究,主要工作如下。论文基于渐开线形成原理,提出了偏心圆弧加渐开线型罗茨转子端面型线,对型线进行数学建模,并比较了现有型线与新型线的关键性能参数。建立两种型线转子三维实体模型,完成虚拟装配工作,通过运动仿真检查转子干涉情况,检测转子间隙的均匀程度。利用FLUENT流体计算软件,运用动网格技术,自定义函数设置罗茨转子边界运动,对风机内部进行非定常流动数值模拟,对比分析两种型线罗茨鼓风机出口参数。对两种型线转子进行实际加工和试验,验证了新型转子性能的优越性。论文进一步揭示排气流量脉动的形成机理,建立内泄漏系统模型并给出内泄漏量计算方法,探究理论流量脉动、回流流量与排气缝隙开启角之间的特征规律,最终建立了排气流量脉动理论计算模型。基于数值分析软件开展仿真实验,分析数值模拟与理论计算的异同点,并通过数值模拟结果剖析罗茨鼓风机气体动力性噪声产生机理。通过分析多种气流脉动消减结构,选择对渐扩缝隙机壳结构进行优化设计,提出了线性函数变化的设计方案。采用理论计算和数值模拟相结合的方法,探究基本容腔中压力在渐扩缝隙阶段的变化规律,并对比分析了有、无渐扩缝隙机壳结构罗茨鼓风机数值模拟结果。最后开展普通机壳与新型机壳对比试验,验证新机壳结构明显消减了气流脉动,降低了气体动力性噪声。论文对罗茨鼓风机转子型线和机壳进行优化设计,提高了风机性能,为推进罗茨鼓风机高效绿色发展奠定了基础。