螺杆空压机作为工业领域应用最广泛的容积式气体压缩设备，其核心结构与压缩机理决定了它在能效、可靠性和运行平稳性方面优于传统活塞式空压机。主机由一对相互啮合的平行螺旋转子——阳转子和阴转子——安装在高精度的机体壳体内构成。阳转子一般为四齿，阴转子为六齿，两者通过同步齿轮保持严格的相位关系，在旋转过程中形成周期性的齿间容积变化，实现气体的吸入、封闭、输送和压缩排出。这种连续旋转式压缩方式从根本上消除了活塞机固有的往复惯性力和气流脉冲，使螺杆空压机能够在高转速下平稳运行，振动和噪音水平大幅降低。
机体的结构设计对螺杆空压机的性能和寿命起着决定性作用。机体通常采用高强度球墨铸铁或优质铸钢整体浇铸成型，经严格的时效处理和精密加工，确保两个平行转子孔腔的中心距、平行度及圆度误差控制在微米级。机体壁厚设计考虑了内压承受能力和散热需求，内部布置冷却油道和气体通道，既保证转子得到充分的润滑和冷却，又优化了气路走向减少了流动阻力。机体端盖集成了轴承座和轴封结构，进气端配置大口径吸气口以降低气流速度损失，排气端则设计有渐扩型排气口以回收部分动能。在排气端，机体上开设的排气孔口的位置和形状经过精密计算，决定了压缩机的内压比和卸载角度，直接影响整机的容积效率和比功率。
转子的型线设计是螺杆压缩机最核心的技术。现代高性能螺杆转子普遍采用非对称摆线-圆弧复合型线，其齿顶和齿根由多段圆弧和摆线光滑连接构成。这种型线相较于早期对称型线，显著减少了转子间的泄漏三角形面积——这是转子啮合过程中不可避免的间隙泄漏通道，也是影响容积效率的主要因素。阳转子齿面的凸齿与阴转子齿槽的凹面在啮合过程中形成连续移动的密封线，将工作腔分隔为吸入腔、压缩腔和排气腔三个区域。每一对齿槽从吸气端吸入常压气体后，随着转子旋转向前输送，齿间容积逐步减小，气体被压缩至额定压力后从排气端排出。一个标准循环中，阳转子每旋转360°，每个齿槽完成一次完整的吸气-压缩-排气过程，因此四齿阳转子每转完成四次压缩循环，输出的气流平稳连续。
转子支撑系统同样影响压缩机的可靠性和寿命。阳转子作为主动转子，其一端通过联轴器或皮带轮连接驱动电机，另一端则自由悬伸。两端均配置高精度滚动轴承，其中排气端由于承受较大的轴向和径向气体力，通常配置成对背靠背安装的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，配合四点角接触球轴承承担轴向定位。轴承的预紧力经过优化设定，既保证了转子在运行中的轴向位置精度，又避免了过度预紧导致的温升和功率损耗。转子轴端的密封采用迷宫密封加浮动环密封的组合方案，有效防止压缩气体沿轴端泄漏至轴承腔，同时隔离润滑油进入压缩腔污染排气。在转速方面，螺杆空压机的阳转子转速通常在1500～6000r/min范围内，通过变频调速可实现更宽的流量调节范围。这种精密匹配的主机结构设计，使螺杆空压机在长期连续运转中始终保持高容积效率（通常可达85%～95%）和低振动水平，成为现代工业最可靠的气源设备之一。
