采用对称圆渐近开线加直线修正涡圈始端型线的研究

为了提高涡旋机械的整体性能,采用对称圆渐开线加直线的方法对涡圈始端型线进行了修正,建立了对称圆渐开线加直线修正的几何理论,推导了啮合阶段的排气腔容积的计算公式,研究结果表明：涡圈始端采用对称圆渐开线加直线修正时,动、静盘涡圈仍能保证正确地啮合;涡圈始端对称圆弧修正是对称圆弧加直线修正的特例,而对称圆弧加直线修正又是对称圆渐开线加直线修正的特例。     

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.     

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．     

涡旋压缩机双圆弧修正的几何理论和压缩比研究

推导出了涡旋压缩机渐开线型线的双圆弧修正齿的面积和质心的计算公式,并得到了由该齿构成的动静涡旋在不同曲轴转角下所组成的中心腔和各压缩腔轴向投影面积的计算公式,完善了双圆弧修正的几何学,同时得出了不同修正参数及不同排气角下的压缩比的计算公式,对涡旋压缩机的研究和设计有一定的指导作用.     

对称圆弧修正齿型涡旋压缩机排气孔的开设分析

提出了对称圆弧修正齿型涡旋压缩机排气孔的选取原则及计算方法,通过计算得到了圆形和腰形排气孔动态排气面积的变化规律及其与修正角的关系。考虑排气孔在实际敢过程中的节流作用,用模型对排气过程进行了计算机模拟,得到了排气腔实际压力的变化规律,在深入分析实际排气过程特点的基础上,得到了圆形排气孔与腰形排气孔的排气损失、二者的对比情况与修正角的关系。     

涡旋型线齿头修正的参数分析优化

针对涡旋型线齿头的参数优化选取,以双圆弧修正和双圆弧加直线修正两种涡旋型线齿头修正为例,推导了两种修正的几何模型,建立了修正齿齿形参数和修正齿面积的数学模型,分析了实现两种修正所需要的初始参数,并讨论了修正齿参数和修正齿面积随各初始参数变化时的变化趋势;以修正齿面积和修正面积系数为优化目标,采用多目标遗传算法对两种修正中各参数不同组合时的选取进行了优化,得到了各参数的一组非劣解集.结果表明该模型可为双圆弧修正和双圆弧加直线修正的初始参数的选取提供参考.     

无倾覆力矩涡旋压缩机构的几何模型

基于法向等距线法涡旋型线生成理论,建立修正型线的母线经过原点和不经过原点情形下3种无倾覆力矩压缩机构的几何模型.研究在给定的基圆半径下,几何模型中母线的修正角、修正圆弧半径等随着修正参数的变化.结果表明,3种模型理论上都可以作为无倾覆力矩压缩机构,在对称修正模型中,动、静涡旋齿端部分的壁厚同时增大,质量随之增大,不利于排气孔口的开设.而母线不经过原点的不对称无倾覆力矩压缩机构模型具有理想的几何特性,是柔性化的几何模型.     

涡旋压缩机的变基圆型线研究

研究了具有内、外起始角的变基圆涡旋型线,根据展开角是否在x轴起始,给出两种形式的变基圆外型线方程,并明确给出相对应的内型线方程,推导出偏心距的表达式,分析了两种形式的变基圆涡旋型线方程的关系.对两种形式的变基圆涡旋型线进行双圆弧齿头修正,给出双圆弧修正型线方程,分析两种情况下修正型线方程的关系,并探究修正展角对修正齿头几何形状与压缩比的影响,为变基圆涡旋型线的研究提供了一定的理论基础和应用参考.     

一种新型涡旋型线的几何理论研究

提出了一种新的组合型线，由大圆弧、小圆弧和直线交替构成，称为双圆弧加直线单元组合型线，简称AAL型线，并建立了该型线的基本几何理论，推导了工作腔容积．分析结果表明：该型线与渐开线相比具有较大的有效容积比和较小的内容积比，吸气增压效果明显，使得压缩过程趋于平缓，有利于减缓气体力对主铀的冲击；设计加工也较方便，在相同的排气量下具有较小的外径尺寸．可见，采用AAL型线有助于进一步提高涡旋压缩机的性能．     

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.     

双涡圈及多涡圈涡旋机械几何特性的理论研究

分析了大排气量单涡圈涡旋式机械设计中存在的问题,进而提出以涡圈以及多涡圈的几何理论以及结构参数的设计计算方法,通过对单涡圈、双涡圈和多涡圈的容积特性比较,得出采用双涡圈或多涡圈理论设计涡旋机械,既可以达到减少回转半径、降低滑动面摩擦速度及降低磨损,又可以不减少有效吸气容积,从而可采用提高转速的方法来提高排气量,为大排气量涡旋机械的开发提供了理论基础。     

一种对涡旋体线轮廓度误差进行评价的新方法

提出了利用求解检测点所对应的渐开线起始角的方法来评价涡旋体的线轮廓度误差，建立了数学模型，编制了求解线轮廓度误差的通用程序，经实际应用证实，该方法简便，快速，具有实用价值，该方法为科学地检测和评价涡旋体线轮廓度误差提供了依据。     

一种涡旋压缩机轴向随变机构的设计

为了实现涡旋压缩机的轴向补偿,平衡轴向气体力,在原有动涡旋盘实现轴向补偿的基础上提出静涡旋盘的轴向随变结构.即在静涡旋盘上开设背压孔,在密封组件和静涡旋盘镶嵌处形成背压腔,通过可移动的密封组件来实现轴向补偿.此结构在产品样机中得到了实验验证,能够起到轴向补偿、平衡气体力及防止过载的作用.     

基于多种群遗传算法的涡旋型线误差评定

为了提高涡旋型线的评定精度和效率,基于展成法开发了涡旋型线误差快速测量系统,分别对固定涡旋体和转动涡旋体进行测量.建立了以涡旋中心偏差和转角偏差为参数的涡旋型线径向误差数学模型.分别采用不同的优化算法对涡旋型线误差进行了评定,评定结果表明:多种群实数编码遗传算法(RMGA)对固定涡旋体和转动涡旋体涡旋型线误差评定结果分别为13.01和11.48μm.RMGA能满足涡旋型线误差的评定精度和效率.     

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.     

一种自适应的涡旋型线轮廓度误差评定方法

提出了一种基于包络线法 ,并结合优化技术来评价涡旋型线轮廓度误差的数据处理方法 .该方法优点在于在涡旋型线轮廓度误差评定过程中能自动实现加工基准与测量基准的适应性调整 ,以此分离加工基准与测量基准之间的位置误差 ,消除位置误差对轮廓度误差评定结果的影响 .经实际应用证实 ,该方法简便、合理 ,为科学地评价涡旋型线轮廓度提供了依据     

一种检测涡旋压缩机涡旋盘的新方法

基于涡旋型线的精密加工 ,设计了一套涡旋盘的检测系统 .利用该系统可以检测得到涡旋体的线轮廓度误差 .该系统不存在二次装夹误差 ,检测结果直接反映加工误差 ,可直接用于生产现场中涡旋型线的检测 ,有效地防止了废品的产生 .     

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。     

EA-SAL修正涡旋齿端面积计算

以EA-SAL修正涡旋齿为对象研究其几何特性,定义了涡旋齿端面积,用解析法推出了修正部分和未修正部分齿端面积的计算公式,并进行了几何参数及齿端面积的实例计算.结果表明,基圆半径、渐开线起始角、起始修正角、修正圆弧半径及涡旋齿终止展角可作为涡旋齿的基本几何参数,修正后的齿端面积明显增大,使涡旋齿中心部分强度提高.