涡旋式压缩机涡旋齿线型修正的新方法

本文分析了在切削加工过程中刀具对涡旋式压缩机渐开线型涡旋齿的干涉现象及其对排气角和压缩机容积比的影响。提出了一种对渐开线线型修正的新方法。经过修正的一对涡旋齿,排气角可达2π,实现零余隙压缩,可以较大幅度地提高压缩比和容积效率。按照这种方法,通过电子计算机求解,得到了十分精确的加工要素,并在产品试制中采用。样机试验结果表明,修正后的涡旋齿啮合情况良好。     

涡旋压缩机型线始端的设计及加工

针对动静涡旋齿始端由于设计或加工的不当而在工作中出现的齿碰现象,通过动涡旋齿的运动分析,对涡旋齿始端的齿碰现象进行了详细的讨论,确定了最终啮合点的齿碰区域,提出了既可以避免齿碰,又不减少涡旋齿啮合的型线始端设计和加工方法．     

涡旋压缩机渐开线型线始端多对圆弧修正

为了提高涡旋压缩机的综合性能,提出了涡旋齿始端多对圆弧修正,这是一种能生成完全啮合型线的圆弧类修正方法.通过对2对圆弧修正的讨论,得出了任意n对圆弧修正涡旋齿的生成方法、始端几何参数间的通用关系式和修正圆弧方程.与传统的单对圆弧修正相比,多对圆弧修正同时可有效地提高压缩机的压缩比和涡旋齿始端强度.研究结果可直接应用于型线修正设计,所提出的圆弧作为涡旋型线的条件丰富了涡旋齿啮合的几何理论.     

双涡圈涡旋机械修正齿型的基元面积计算

对双涡圈涡流机械的一种修正齿型进行了细致的分析和研究，得到了具有这种齿型的双涡圈涡旋机械的工作特点及齿型动态啮合特性和啮合 ,详细总结出了具有这种齿型的双涡圈涡旋机械在吸气开始到排气结束的一个完整工作过程，任意转角时刻工作腔容积完全解析的精确计算方法，通过实例计算和验证，结果证明了计算公式的正确性和通用性。     

涡旋压缩机双圆弧修正的解析法设计及误差分析

用传统的图解法设计涡旋齿的双圆弧修正时存在较大的设计误差,提出了解析法设计,得出了修正齿形参数间的通用关系式和修正圆弧方程,推导了修正涡旋齿的轴向投影面积和任意曲轴转角下的各压缩腔及中心腔容积的精确计算公式。对图解法设计进行了误差分析,结果表明：在由图解法设计的修正涡旋齿中,其圆弧段的啮合间隙误差已接近0．01mm,难以满足涡旋齿啮合的高精度要求,应采用解析法进行型线修正设计。     

对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成及传动原理(Ⅱ)

在对数螺旋线齿锥齿轮齿面形成及齿面方程分析的基础上,建立了该齿轮啮合分析研究的数学模型,利用空间坐标变换及经典空间啮合理论的方法,确定了啮合齿面共轭接触点的相对速度,并通过对相互啮合两齿轮共轭节锥的节锥角间的关系分析,从而建立了齿轮副的啮合方程.所得到的研究结果丰富和完善了对数螺旋线齿锥齿轮啮合理论和传动原理的理论体系,为进一步进行齿轮共轭啮合关系的研究奠定了基础.     

四齿差谐波齿轮传动的啮合原理

在利用运动学法建立的谐波齿轮传动理论啮合方程的基础上,研究了啮合参数和结构参数对四齿差谐波齿轮传动共轭区间的影响规律;揭示了柔轮与刚轮共轭齿廓相对运动的特点;数值方法证明四齿差谐波齿轮传动可以使用渐开线齿廓,这为实际生产提供了理论依据．     

基于数字化共轭曲面理论的数字齿面共轭求解

基于数字化共轭曲面理论和方法,根据啮合传动的规律,应用自行研制开发的共轭曲面求解软件Conjugater1．0．对直齿面和鼓形齿面的数字化共轭曲面求解分别进行了研究．可为各种齿轮的数字化啮合分析、模拟仿真以及数字加工技术提供理论和技术分析参考．     

涡旋齿端型线的三角函数类修正几何理论

对涡旋齿端型线的三角函数类修正几何理论进行了深入研究,阐述了这类修正的齿端生成方法及型线的特点．在分析啮合过程一般规律的基础上,采用等距线法导出了压缩腔、排气腔容积在整个工作过程中随曲轴转角变化的通用解析表达武,系统分析了修正参数对压缩腔、排气腔容积和内容积比的影响．推导出的解析表达武适用于包括圆弧类修正的所有三角函数类型线的修正．     

内啮合摆线转子压缩机齿型修正研究

为了解决内啮合摆线转子压缩机的型线在修正前存在余隙容积大、无法铣削加工等问题，以内外转子的齿数比为6：7为例，采用共轭啮合的基本原理，首先讨论了可与内转子完美啮合的外转子极限完美型线修正方法，该方法可得到最小的余隙容积，虽然实用化较为困难，但可作为其他修正方法的判定界线．进而提出了一种较简单并可实用化的圆弧型线修正方法，该方法也可减小余隙容积，同时可用普通的铣削方法加工，能够大大降低加工的难度和成本．这些修正方法的研究可为内啮合摆线转子的实际应用打下理论基础．     

涡旋压缩机通用涡旋型线泛函集成研究

研究了平面曲线固有弧微分方程理论,利用切向角和曲率半径的固有弧微分方程形式和广义泛函理论,推导出了弧微分方程和笛卡尔坐标之间的变换方法,提出了涡旋型线的渐开特性条件。根据Taylor级数对等思想,建立了涡旋型线的广义泛函集成型线的统一形式,发展并完善了现有涡旋型线通用方程理论,并具体分析推导了4种典型的涡旋型线。突破了涡旋型线数学模型固有特性的限制,提出的表征涡旋型线本质特征的根本因素——涡旋型线的形函数统一形式,为涡旋压缩机型线的设计理论与方法研究拓宽了思路。     

代数阿基米德螺旋涡旋型线的研究

利用微分几何共轭曲面和法向等距曲线理论,证明了代数阿基米德螺旋线作为涡旋压缩机型线的可行性,并分析讨论了代数阿基米德螺旋型线的基本特点,为变截面涡旋压缩机的设计提供了一种新的方法,同时表明代数阿基米德螺旋型线的结构及受力均优于圆的渐开线,有较好的应用前景。     

基于ADAMS的涡旋压缩机动涡盘倾覆仿真及刚柔耦合分析

针对涡旋压缩机动涡盘倾覆和运动副间隙影响问题,在对其结构特征和受力情况分析的基础上,借助Solidworks建立涡旋压缩机转子系统三维模型,利用ADAMS对模型进行运动仿真与刚柔耦合模拟仿真.结果表明:定间隙时最大倾角发生在主轴周期内转角313.2°~330.6°,间隙对倾覆下动涡盘的质心位移没有影响,但会加大动涡盘的振动;动涡盘柔性化对其质心位移没有影响,但周期内其质心点位移径向方向最大值为刚性条件下的3.17倍,加剧了动涡盘的倾覆,降低了使用寿命.     

型线参数对变截面涡旋压缩机齿厚的影响

为定量研究变截面涡旋压缩机的齿厚变化规律,提出一种由圆渐开线、高次曲线和圆弧组合而成的变截面型线,根据几何模型得到了一种计算变截面涡旋齿齿厚的数学模型,通过对此数学模型的求解,详细分析了影响齿厚的因素,精确建立了齿厚与型线参数（基圆半径、回转半径、齿厚控制系数、最大展弦和连接点）之间的关系.研究表明:所建立的数学模型能够准确描述变截面涡旋齿的齿厚变化规律,并且可以根据设计需求对齿厚的大小以及变齿厚的起始位置进行定量设计,为涡旋齿的柔性化设计提供了思路,该数学模型同样适用于其他类型组合型线的涡旋齿齿厚计算.      

圆弧类修正齿型涡旋机械气体力研究

分析了采用圆弧和线段修正齿端的涡旋机械型线啮合规律,发现只有修正曲线参与啮合的转角阶段的气体力才有别于不修正齿型;总结出了其在任意动盘转角位置的切向和径向气体力的简化和精确解析计算方法,该方法适用于所有采用圆弧和线段修正的涡旋齿型.实例验证表明,简化计算方法所带来的偏差切向力不超过5%,径向力不超过15%.齿端修正后切向和径向气体力波动幅度约增大1倍,不足压缩工况下径向气体力的最大值已接近切向气体力的最小值.     

通用型线涡旋压缩机的几何理论

为了扩展出新的型线和建立便于优化的统一的数学模型,对通用型线涡旋压缩机的有关几何理论进行了详细的论述,推导了采用该型线的压缩机行程容积、型线方程、曲率、型线长度等计算公式,并修正了目前通用型线的有关几何理论,为准确计算该型线的压缩机动力学及性能指标提供了依据.     

立式高压型涡旋压缩机摩擦副分析

分析了立式高压型涡旋压缩机在稳定运行工况下的摩擦副及其摩擦润滑状态 .对涡旋压缩机的径向轴承类摩擦副进行建模 ,根据涡旋压缩机的载荷大小和相位分布特征对载荷式进行了合理的积分 ,得到了该类摩擦副在压缩机稳定运行时的摩擦力的分析解 .考虑到立式高压型涡旋压缩机的工作特点及供油特征 ,根据 Streibeck曲线分析选取了其余摩擦副的摩擦系数 ,给出了涡旋压缩机的摩擦功率损失计算公式 ,并对样机进行了摩擦功率损失和压缩机总耗功率的计算 .通过对功率分布图的分析 ,提出了提高立式高压型涡旋压缩机机械效率的建议     

等β角对称圆弧型线的涡旋压缩机几何模型

针对基于等β角对称圆弧型线的涡旋压缩机建立了通用的几何模型，推导出了修正部分的工作腔容积、吸气孔口面积、泄漏线长度和工作腔换热面积随转角变化的计算公式，并假定修正部分的泄漏线为渐开线，起始展开角为涡旋线的起始展开角．通过解析几何的方法求取排气孔口和轴向力作用面积的各个顶点坐标，并沿其边界积分，从而精确地计算出它们的面积．所建立的通用几何模型可直接用于涡旋压缩机热力和动力模型的计算，为优化设计奠定了基础，运用通用几何模型对一台样机进行热力和动力计算，得到了合理的计算结果．     

运动副间隙对涡旋压缩机切向泄漏间隙的影响

针对曲柄销防自转机构涡旋压缩机运动副间隙引起的切向泄漏问题,基于机构学原理简化的平行四杆机构模型,利用连续接触模型,将含间隙的机构转化为多构件多自由度无间隙的机构进行分析,并借助Matlab数值分析软件得出防自转曲柄销处间隙值对动涡旋自转角及切向泄漏间隙的影响.结果表明:动涡盘自转使得泄漏间隙变化量随主轴转角周期性变化,且随着间隙值的增大而增大;反向自转形成的负值间隙变化量使动静涡旋齿磨损增大.因此,在压缩机设计时应严格选用配合公差,减少配合间隙带来的不利影响.     

基圆渐开线涡旋盘齿根综合应力集中系数的确定

分析涡旋齿根应力集中的主要影响因素,建立涡旋齿根应力集中的等效几何模型,在不考虑涡旋齿面质量影响的前提下,以齿根应力疲劳缺口系数和形状变化系数综合形成涡旋齿根综合应力集中系数,并基于机械设计手册数据拟合得到涡旋齿根综合应力影响系数的简化计算公式,实例说明计算结果与对应几何模型从《机械设计手册》中查取的结果吻合较好.