单螺杆压缩机型线和流体动力润滑的研究

本文在研制单螺杆压缩机的基础上,提出采用“直线包络螺杆副”作为转子啮合副可以获得稳定的流体动力润滑,从而提高压缩机寿命的见解.文中阐述了该种啮合副的数学模型,接触线特性,动压油膜的计算方法和计算实例.最后,用实验结果加以验证.     

单螺杆压缩机齿型的多圆柱包络原理

为提高单螺杆压缩机的耐磨与密封性能,结合单螺杆压缩机多直线包络及单圆柱包络原理,根据"多段啮合、分散磨损"提高星轮寿命的设计方法,提出了单螺杆压缩机的多圆柱包络啮合副,并给出其型线方程.采用这种新型线能使啮合副中的啮合点在整个星轮齿面上均匀移动,克服了国内外现有单螺杆压缩机啮合副星轮齿面上只有一条棱线接触、啮合副易磨损的致命缺陷.这种啮合副能大幅减小星轮磨损,提高单螺杆压缩机的寿命与容积效率,增加机器的运行可靠性,并且可采用铣削法加工,加工效率高,精度容易控制.     

加工单螺杆压缩机圆台二次包络啮合副星轮用的滚刀的研究

单螺杆压缩机的圆台二次包络啮合副具有较好的齿面性质，但加工星轮用的滚刀的制作较困难，通过优化刀片的位置，将有限刀片滚削时产生的凸度误差控制在允许的范围内，从而减少了刀片数，降低了镶片星轮滚刀的制作难度，给出了圆台二次包络啮合副的齿面方程，镶嵌刀片的刃口曲线，凸度误差的计算方法和刀片槽有关参数的计算，另外，还给出了一个算例。     

双圆环面二次包络环面蜗杆传动的啮合界线与蜗杆螺旋面的结构

推导了双圆环面包络环面蜗杆磨齿啮合界线方程及其与相配蜗轮啮合的啮合界线方程.阐明双圆环面二次包络副的二次包络啮合界线与一次包络啮合界线共轭线重合,是二次包络新接触线族的包络线,与二次包络原接触线族相交,将蜗杆螺线面划分为单线接触区与双线接触区,从而诠释了双圆环面包络环面蜗杆螺旋面的结构.同时指明,可以通过合理搭配参数,调整二次包络啮合界线沿蜗杆轴向的位置,增加瞬时接触线的总长,提高传动副承载能力.     

平面内齿轮包络凸环面蜗杆传动啮合性能分析

提出一种新型蜗杆传动形式——平面内齿轮包络凸环面蜗杆传动。以微分几何和空间啮合理论为基础建立该传动的啮合函数、齿面方程的数学模型。分析该传动的各种传动形式,研究其母平面倾角对啮合性能的影响规律。研究结果表明:母平面倾角决定传动副的接触线分布;平面内齿轮一次包络凸环面蜗杆传动具有良好的润滑性能;平面内齿轮二次包络凸环面蜗杆传动具有较高的承载能力。为研制承载能力高、润滑性能好、体积小的新型动力蜗杆传动形式提供理论基础。     

倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动弹流润滑分析

为了研究倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动在啮合过程中考虑粗糙度时的润滑特性,根据弹性流体动力润滑理论和牛顿流体弹流润滑模型,建立了倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动的弹流润滑简化模型和线接触弹流润滑数学模型。考虑共轭齿面粗糙峰和粗糙谷对弹流润滑的影响,采用牛顿迭代法和牛顿-拉夫逊法对该传动副进行了数值求解,分别得出粗糙峰和粗糙谷在不同粗糙度幅值时的油膜厚度和油膜压力曲线,并分析了一个共轭齿对从啮入到啮出不同啮合时刻的油膜厚度和油膜压力。最后,分析了滚柱半径、喉径系数、滚柱偏距对弹流润滑特性的影响。结果表明:粗糙度的存在对传动副的润滑是不利的,粗糙度幅值越大,越不利于传动副的润滑;在第3个齿开始啮入的时刻,是传动副润滑的最危险区;要保持该传动副具有良好的润滑性能,滚柱半径、滚柱偏距不宜过大,喉径系数不宜过小。     

倾斜式双圆柱滚子包络环面蜗杆传动的等温弹流润滑分析

为了研究倾斜式双圆柱滚子包络环面蜗杆传动的共轭齿对在啮合传动过程中的润滑特性,在其啮合理论和弹性流体动力润滑理论的基础上,根据牛顿流体弹流润滑模型建立了倾斜式双圆柱滚子包络环面蜗杆传动的等温弹流润滑简化模型及线接触弹流数学模型,利用牛顿迭代法和牛顿-拉夫逊法进行了数值求解,得到了该传动副的油膜压力及油膜厚度曲线,并据此分析了滚柱半径、喉径系数、滚柱偏距、倾斜角对弹流润滑特性的影响。结果表明:该传动副具有较好的润滑性能;喉径系数和滚柱偏距是影响润滑特性的重要因素,滚柱半径和倾斜角对润滑特性的影响较小;蜗轮齿顶处的润滑效果优于蜗轮齿根处;要使传动副保持良好的润滑性能,喉径系数不宜过小,滚柱偏距不宜过大。     

短幅内摆线型单螺杆式水力机械的啮合原理

本文系统地研究了短幅内摆线型单螺杆式水力机械的平面啮合和空间啮合理论,推导了螺杆和衬套的曲面方程,讨论了其啮合特征,对螺杆-衬套副的密封原理也进行了分析。本文所得的结论对于该型单螺杆式水力机械的设计计算和加工制造,都具有一定的指导作用。     

短幅外摆线等距线型单螺杆式水力机械的啮合原理

本文系统地研究了短幅外摆线等距线型单螺杆式水力机械的平面啮合和空间啮合理论,推导了螺杆和衬套的曲面方程,讨论了其啮合特征,并分析了螺杆-衬套副的密封原理。本文所得的结论对于该型单螺杆式水力机械的设计计算和加工制造都具有一定的参考价值。     

无侧隙平面一次包络端面啮合环面蜗杆副弹流润滑分析

为了研究无侧隙平面一次包络端面啮合环面蜗杆副共轭齿对在运行周期内的润滑性能,结合经典啮合理论,通过改变工具母面的转角参数,得到了重构接触线后端面式啮合的三维数学模型,并针对蜗杆两段式啮合的特点,构建了对应的弹流润滑模型,最后对共轭齿对啮合处在一个工作周期内的润滑特性和最小油膜厚度分布规律进行了分析。结果表明:啮入端沿接触线处的最小油膜厚度大于啮出端的最小油膜厚度;根据最小油膜厚度与膜厚比的分布情况,可知该传动在整个周期内主要以部分弹流润滑为主;适当地增大蜗杆分度圆直径和工具母面的产形倾角,能够有效地改善该新型蜗杆副的润滑特性。     

平面二次包络弧面蜗杆传动的研究与应用

《平面二次包络弧面蜗杆传动》是一种具有我国独特风格的新型弧面蜗杆传动。本文择要介绍了笔者对该传动的研究与应用的主要结果。 笔者从研究该传动的一般型式入手,把具有“两次接触”为特点的,典型的平面二次包络弧面蜗杆传动,当作它的一种典型情况;把常见的直线齿弧面蜗杆传动视为新型传动,当其平面萎缩为一直线时的一种特例。文中采用较简单的方法,导出了两类蜗杆两种型式传动通用的一般性啮合方程式,由这啮合方程式可一目了然地证明典型传动存在“两次接触”和“瞬时两线接触”的原因和条件。文中还利用通用方程式,有对比地计算分析了两类四种蜗杆传动的啮合特点,说明平面二次包络弧面蜗杆传动具有更好的磨削工艺性和啮合性能;指出典型传动蜗轮齿面的两次接触区在接触循环次数和诱导法曲率上存在的弱点,认为对“两次接触”应给以全面的估价,对一般型传动和选型问题的研究,应予以重视。此外,文中通过两次接触界限曲线和包络面界限曲线的研究,相应地讨论了有关“两次接触”、蜗杆根面和参数影响等问题。     

球面二次包络弧面蜗杆传动的理论研究

在避免蜗杆“根切”和“变尖”的条件下,减小蜗杆的喉径,提高蜗轮付的啮合效率及蜗轮轮齿强度,改善其结构的不合理性,已成为当前对“多头小速比”包络弧面蜗杆传动啮合原理研究的重要课题。本文对一种新型包络弧面蜗杆传动——“球面二次包络弧面蜗杆传动”进行了系统的理论研究,所得的结论表明,采用该传动对解决上述问题可以获得十分令人满意的结果。     

单螺杆压缩机星轮动力学特性研究

对单螺杆压缩机在无理论啮合误差时星轮的准静态载荷进行了分析,建立了相应的力平衡方程组;同时,在考虑啮合副存在啮合传动误差的基础上,运用冲击动载理论及啮合副传动精度分析结果,建立了计算实际啮合动载的数学模型,并用实验加以验证．研究结果为星轮设计、啮合副抗磨、减振及压缩机摩擦功耗精确计算等提供了动力学分析基础．     

修正型圆环面双包络环面蜗杆副齿面形成原理

基于微分几何和空间啮合理论,分析了修正型圆环面双包络环面蜗杆副齿面形成原理．指出随着不同变位量的选择,在二包蜗轮齿面得到Ⅰ型接触线和Ⅱ型接触线。     

双锥面二次包络环面蜗杆副虚拟加工建模的研究

针对双锥面二次包络环面蜗杆副,目前还未见高效、通用建模方法的考虑.基于空间啮合理论,建立双锥面二次包络环面蜗杆副参数化数学模型,简化出基于蜗杆副6个基本参数的数字化建模的方法,通过solidworks开发平台实现了虚拟加工建模插件的编程.实例结果表明,此建模方法能够快速的建立环面蜗杆实体模型,使得建模更加简便、精确、快速.     

滚齿机加工平面二次包络环面蜗杆副的误差因素和改进措施

分析了加工平面二次包络环面蜗杆副传动的加工误差产生原因，运用空间啮合原理知识，计算在实际加工情况下的法向弦齿厚大小，以此作为检测蜗杆的加工尺寸，采用一系列手段严格控制加工工艺，达到控制加工误差的目的，并利用电封闭蜗杆蜗轮转动试验台对所加工的蜗杆副进行试验，其传动效率令人满意。     

圆盘密封单螺杆泵啮合特性研究

为了研究圆盘密封单螺杆泵的啮合特性,分析了圆盘密封单螺杆泵的结构特点和工作原理,根据空间啮合理论及三维坐标变换原理建立了螺杆转子-密封圆盘啮合副的型面方程。利用上述方程得到了密封圆盘任意转角位置处的啮合特性分析模型,研究了啮合副型面参数对螺杆转子-密封圆盘啮合副啮合特性的影响机理。结果表明:密封盘存在着较为严重的局部磨损且下半侧会先予磨损;不同截面上的密封盘其啮合角范围不同,当圆心角接近π时啮合部位最为集中;中心距、密封盘半径对啮合角变化影响较大,圆盘边缘倒角半径、偏心距的影响较小。通过对圆盘密封单螺杆泵啮合特性的研究,可为以后对其啮合副型面的优化设计提供一定的理论基础。     

实际工况下的包络环面蜗杆设计参数优化

平面二次包络环面蜗杆因具有承载能力大,润滑性能好,传动效率高等优点而得到广泛应用,但这种蜗杆传动对误差和受载变形的影响敏感.在实际工况条件下,作者基于传动副的实体模型,采用3-D接触有限元方法综合分析了平面二次包络环面蜗杆的母平面倾斜角β、蜗杆分度圆直径系数k1、主基圆直径系数kb和I传动比对传动副啮合性能和承载能力的影响,认为选取较大的母平面倾斜角β和较大的蜗杆分度圆直径系数k1对传动副的传动质量有利.这为在工程实际中结合具体工况优选设计参数提供了参考依据.     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（Ⅱ）

首次建立了双自由度运动状态下,用环面砂轮包络加工圆柱蜗杆传动的啮合原理数学模型,用环面刀具包络成形的蜗杆副,蜗杆的轴向齿廓为凹齿廓,蜗杆与蜗轮为瞬时双线接触,并兼备了二次包络成形和凹面齿圆柱蜗杆的特征。这种新型蜗杆传动具有良好的应用前景。     

渐开面二次包络啮合分析及其二次接触特性

利用空间啮合原理对渐开面二次包络理论进行了深入的探讨，推导出啮合方程式、接触线方程，得出何种情况下齿面出现啮合界限线。