近年来,螺杆真空泵越来越受到行业研发人员、生产企业和使用单位的重视。但随着螺杆真空泵的使用范围越来越广,传统的卧式螺杆真空泵由于结构的持点已不能完全满足行业的需要,如真空室内固液杂质多、真空清洁度要求高等工作环境。虽然卧式螺杆真空泵不能很好地适用于以上特定的环境,但与爪式泵、多級罗茨泵、涡旋泵等干式真空泵相比,具有抽气范围宽、结构紧凑、抽气腔元件无摩擦、寿命长等持点。因此为了满足行业的需求,新型立式杆真空泵的开发迫在眉睫。立式螺杆真空泵具有排气通畅、泵内不易积液、抽除被抽气体中固液杂质能力强、易于在线清洗检修等持点,特别适合减压蒸馏、真空分离、物料提纯、固料干燥等工艺作业,深受医药、化工、石油等行业的青睐。因此本文就开发立式螺杆真空泵过程中遇到的结构设计的关键问题进行研究。本文首先为了设计一款适合立式螺杆真空泵的螺杆转子,本文研发了四种双头转子型线,该型线加工出来的转子具有自平衡特性,不用向以往传统的单头螺杆转子一样需要进行动平衡处理,增加了螺杆真空泵的稳定性,保证了立式螺杆真空泵能够长期稳定的运行。其次本文分别对四种转子的自啮合特性以及密封特性进行了检验,最后对四种双头型线螺杆转子进行了抽速的计算,给出了四种双头型线螺杆转子的优劣性,通过比较选出最适合立式螺杆真空泵的转子。其次为了检验转子在运行中的稳定性,本文对单头螺杆转子和双头螺杆转子用Ansys进行振动模拟,证明双头螺杆端面型线的转子振动小,更加适合立式螺杆真空泵,并且通过这种方法可以作为日后检验立式泵转子的一种检测方法。最后,本论文采用的双头型线螺杆转子,相比于传统的单头螺杆转子容积利用系数小。所以为了保证更大的真空度,可采用的五段式变螺距螺杆转子以提高压缩比。但在泵的启动阶段,被抽气体在泵腔内被压缩后的压力将高于排气口压力,从而导致气体温度升高、压缩功耗严重,并由此引发转子体积膨胀,导致转子剐蹭以及涂层脱落等危险,故提出了利用中间排气阀可以解决压缩比大的螺杆真空泵在初始运行阶段存在的过压缩问题。本章提出在变螺距螺杆真空泵中间部分开设一个排气阀,并以五段式变螺距转子为例,通过对转子结构及抽气过程的分析,利用热力学相关公式,计算出腔内气体的各个参量随位置变化曲线,从而研究被抽气体各热力学参数的变化规律。该方法可用来验证中间排气阀结构能否有效的解决过压缩问题,并为设计中间排气阀所在位置提供参考。论文结果对提升国内螺杆真空泵设计水平,丰富国内干式螺杆真空泵产品线,增加螺杆泵的适用范围,推广节能环保的干式螺杆真空泵产品的应用以及促进制造业的节能减排方面都具有重大的技术、社会和经济意义。