螺杆式空气压缩机简称螺杆空压机，是以电动机驱动的典型的电动压缩机机组设计。主机是双回转轴容积式压缩机。转子为一对互相啮合的螺杆，螺杆具有非对称啮合型面。通常，主动转子为阳螺杆，从动转子为阴螺杆。常用的主副螺杆齿数比依压缩机容量而有所不同，为４∶５，４∶６或５∶６。两个互相啮合的转子在一个只留有进气口和排气口的铸铁壳体里面旋转，螺杆的啮合和螺杆与壳体之间的间隙通过精密加工严格控制，并在工作时向螺杆腔内喷压缩机油，使间隙被密封，并将两转子的啮合面隔离防止机械接磨。另外，不断喷入的机油与压缩空气混合，用来带走压缩过程所产生的热量，维持螺杆副长期可靠地运转。当螺杆副啮合旋转时，它从进气口吸气，经过压缩从排气口排出，供出达到要求压力的压缩空气。为了能比较直观地了解其工作原理，我们用透视图的方式演示它的各个工作过程。
演示⽤的螺杆副见下图，是一对齿数⽐为4:6以特定螺旋⻆角互相啮合的螺杆。其中阳螺杆（通常作驱动螺杆）为凸型不对称齿；而阴螺杆（常用作从动螺杆）为瘦齿型弯曲齿。两螺杆的齿断面型线是专门设计并经过精密磨削加工的，在啮合过程中两齿间始终保持“零”间隙密贴，形成空气的挤压空腔。
螺杆副安装在专门设计加工的壳体里，螺杆式空气压缩机的壳体装容主、从螺杆的两个圆柱形内腔和它的前后端面，与螺杆副只留有保持无摩擦运转所必要的很小的间隙。当压缩机工作时，又在螺杆副和壳体之间喷润滑油，在机件的表面形成油膜填充了这些间隙，可以认为没有压缩空气通过密封的接触面，在各个空腔间流窜。为了表达方便，我们将螺杆式空气压缩机壳体画成透明的，如下图所示。并用粗实线表示了开在螺杆机壳体前上壁和后壁上的进、排气口及常见的开口形状。
螺杆式空气压缩机的工作过程大致可以分为吸气过程、压缩过程和排气过程３个阶段。
①螺杆空压机吸气过程
螺杆安装在壳体内，在自然状态下就有一部分螺杆的沟槽与壳体上的进气口相通。也就是说，在任何时候，无论螺杆式空气压缩机的螺杆旋转到什么位置，总有空气通过进气口充满与进气口相通的沟槽。这就是压缩机的吸气过程，见下图。为了能清楚地看到与进气口相通的螺杆沟槽充气的情况，图中将进气口用粗实线表示。并且，所有与进气口不相通的沟槽均按未充气状态空置处理。
主副两转子在吸气终了时，已经充盈空气的螺杆沟槽的齿顶与机壳腔壁贴合，此时，在齿沟内的空气即被隔离，不再与外界相通并失去相对流动的自由，即被“封闭”。当吸气过程结束后，两个螺杆在吸气口的反面开始进入啮合，并使得封闭在螺杆齿沟里的空气的体积逐渐减小，压力上升，压缩随之开始。吸气结束压缩开始见下图。为便于清楚表达，所有封闭的沟槽里面作了有气体充盈的表示，而其他的沟槽均按未充气状态空置处理。
②螺杆空压机压缩过程
随着压缩机两转子继续转动，封闭有空气的螺杆沟槽与相对的螺杆的齿的啮合从吸气端不断地向排气端发展，啮合的齿占据了原来已经充气的沟槽的空间，将在这个沟槽里的空气挤压，体积渐渐变小，而压力则随着体积变小而逐渐升高。空气是被裹带着一边转动，一边被继续压缩的，从吸气结束开始，一直延续到排气口打开之前。当前一个螺杆齿端面转过被它遮挡的机壳端面上的排气口时，在齿沟内的空气即与排气腔的空气相连通，受挤压的空气开始进入排气腔，至此在压缩机内的压缩过程即结束了。这个体积减小压力渐升的过程就是压缩机的压缩过程，见下图。
在压缩过程中，压缩机不断地向压缩室和轴承喷射润滑油。其主要作用如下：
- 润滑作用：喷入的机油在螺杆的齿面形成油膜，使啮合齿的齿面与齿面，齿顶与机壳间不直接接触，不产生干摩擦及由此引起的磨损；
- 密封作用：润滑油油膜填充了螺杆啮合齿与齿间及齿顶与机壳间的间隙，阻止压缩空气的泄漏，起密封作用，提高压缩机的容积效率；
- 降噪作用：喷入的机油与压缩空气混合，在油气混合物压力变化时，不可压缩的液态油可以部分地吸收缓和压缩空气膨胀产生的气动高频噪声；
- 冷却作用：喷入的润滑油接触到螺杆、机壳壁和压缩空气，吸收压缩热并将其带出。通过机外冷却系统将机油带出来的热，转由冷却空气散掉，从而保证压缩机在理想的工作温度下工作，保证机器的可靠性和使用寿命。
③螺杆空压机排气过程
压缩过程结束，封闭有压缩空气的螺杆沟槽的端部边缘与螺杆壳体端壁上的排气口边缘相通时，受到挤压压缩的空气被迅速从排气口推出，进入螺杆压缩机的排气腔。随着螺杆副的继续转动，螺杆啮合继续向排气端的方向推移，逐渐将在这个沟槽里的压缩空气全部挤出。这过程就是压缩机的排气过程，如下图所示。在排气过程中，由于排气腔并不直接连着压缩空气用户，在它的排气腔出口设置的最小压力维持阀，限制自由空气外流，会使压缩空气的压力继续上升或者受到制约。
螺杆式空气压缩机壳体的进气口开口的大小及边缘曲线的形状，是与螺杆的齿数及螺旋角的角度相关的。而压缩机后端壁上的排气口开口形状（呈现为蝶形）及尺寸也是由压缩机的压缩特性及螺杆的端面齿形所决定的。
我们在这里所讲的螺杆式空气压缩机工作原理，是以螺杆的一个沟槽为实例展开的，并且把它的工作过程分成为吸气、压缩和排气３个阶段，界限清晰的一段接一段地介绍。实际上压缩机螺杆的工作转速很快，而且主动螺杆和从动螺杆的每一个沟槽，在运转过程中承担着相同的任务，将它的空腔在进气侧打开吸进空气，然后再将其带到排气侧压缩后排出。这种高速的，周而复始的工作，而且螺旋状的前一个沟槽和后面相邻沟槽的同一个的工作阶段，尽管有先有后，但实际上是重迭发生的。这形成了螺杆式空气压缩机工作的连续性和供气的平稳性，形成了它的低振动和高效率。
螺杆式空气压缩机的工作循环，是在啮合的螺杆齿和齿沟间，一个接一个周而复始连续不断地进行的。而且它的压缩过程只是当齿沟里的空气被挤进排气腔的过程中才完成的，所以没有像活塞式压缩机那样的振动和排气阀启闭形成的冲击噪音。
