爪式转子的型线直接决定着爪式真空泵的工作性能。针对现有爪式真空泵的转子型线存在尖点或不光滑连接点的缺陷,进而会降低其啮合性能和力学性能,本文根据平面曲线的啮合原理,提出了一种新型全光滑且能够实现正确啮合的爪式转子,其转子型线由6段圆弧和3段摆线的等距曲线组成。分析了全光滑爪式转子各段型线之间的啮合关系,研究了独立几何参数的变化对其工作性能的影响。采用三维非结构化网格,实现了对所提出的全光滑爪式真空泵工作过程的数值模拟,得到了工作腔内部流场的分布规律、以及在啮合间隙处和端面间隙处质量流量与速度矢量的变化规律;研究了全光滑爪式转子与现有的四种爪式转子在工作性能和力学性能方面的差异性,揭示了不同爪型转子真空泵的优劣性。所提出的新型全光滑爪式转子的独立几何参数变化对工作性能的影响:爪顶圆弧角越大,相对余隙容积和内容积比越小;爪顶圆弧半径越大,相对余隙容积先减小后增大,内容积比越小;顶爪尖圆弧半径越大,相对余隙容积越大,内容积比越小;底爪尖圆弧半径越大,相对余隙容积越小,内容积比先增大后减小;全光滑爪式转子与现有的四种爪式转子在采用相同几何参数的前提下,直爪转子具有最小的相对余隙容积和最小的内容积比,圆弧曲爪转子具有最大的相对余隙容积,而全光滑爪式转子具有很小的相对余隙容积和最大的内容积比,综合两种性能参数可证实全光滑爪式转子具有更好的工作性能。爪式真空泵工作腔内部的泄漏主要发生在两个转子的啮合间隙处和排气口所在的端面间隙处,以及转子的受力变形主要受温度的影响,且在混合过程中的受力和变形达到最大值。全光滑爪式转子与现有的四种爪式转子在施加相同载荷的前提下,直爪转子的力学性能最差,全光滑转子的力学性能最好。