风冷式罗茨真空泵由于气体的输送和压缩而产生热量，这些热量必须从转子传递到壳体上才能散发。但在低压下，气体的导热对流性能极差，使得转子吸收的热量难以散发，转子的温度始终高于壳体。由于转子的热膨胀，转子与转子之间以及转子与泵壳之间的间隙减小，特别是在压差也很大的情况下，甚至会导致转子被卡住，损坏泵。为了使罗茨泵工作在更高的压差下，扩大应用范围，增加泵的可靠性，我们必须设法将转子产生的热量进行散热，也就是说冷却转子。

　　为了理解空气冷却的本质，我们先来看看罗茨真空泵排气侧气体的流动。在罗茨真空泵，吸入气体的压缩过程不是连续的，而是突然的。吸入的气体随着转子的旋转封闭在腔体内，然后腔体内的气体随着转子的旋转突然与排气口相连。由于排气侧气体的高压，排气口的气体被反冲洗到腔内，然后随着转子的旋转被排出泵外。在这个过程，两个转子每转排气四次。

　　从上面的气体流动可以想象，如果每次反冲洗到泵腔中的气体都是冷的，那么在高温的泵腔就可以吸收大量的热量，这些吸收的热量气体就会在转子的不断压缩排出，从而达到转子的冷却目的。

　　空气冷却基于上述原理。在泵的出口处设置密集的散热片，散热片由冷水管冷却，或者直接在泵的出口处安装冷却水管，这样出口处的气体就会被冷却。这种冷却方法可以有效地消散罗茨泵转子产生的压缩气体量。而且排气压力高的时候，因为气体分子密度高，导热性更好，冷却效果更好。使用这种方法，泵可以在高压差下工作。

    转子内部冷却，为了使罗茨真空泵在更高的压差下工作，可以采用更有效的冷却方式，即转子采用循环油冷却，循环油由两端的油孔和油径轴头打入泵轴，再从另一端通过转子内壁排出。冷却油不仅可以冷却转子，还可以润滑齿轮和轴承。这个降温效果不错。当泵运行时，温度转子低于外壳温度。这种方法常用于大型泵。这是因为转子用油冷却，温度比机壳低，负荷越大，机壳膨胀越大，轴距越大，所以间隙会增大。

　　由于负载较重，转子与壳体的温差不断增大，使得间隙不断增大，会增加逆流，导致罗茨真空泵的抽速降低。为了克服这一缺点，当罗茨泵在高负荷下工作时，需要采取有效的措施。一般情况下，罗茨真空泵和转子的外壳同时由油循环系统冷却。