涡旋齿端等β角圆弧类型线修正理论的研究

对等β角圆弧类涡旋修正齿型进行了深入研究,得到了这类修正齿型的齿端生成方法、齿型特点及齿端修正参数的通用表达形式,采用控制容积法导出了工作腔容积随动盘转角变化的解析计算式,提出了动态的切向和径向气体力作用面积的精确及简化计算方法,通过算例对两种方法作了对比和分析,明确了其使用条件,而这些修正理论适用于等β角圆弧类修正的所有齿型。     

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．     

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.     

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.     

涡旋式压缩-膨胀复合机的能量转换效率

涡旋型线的齿端修正对涡旋机械的性能有着重要影响.本文采用两段圆弧修正的方法对涡旋式压缩-膨胀复合机的涡盘进行齿端型线修正.用能量转换效率作为评价指标,研究了不同负载和不同进气压力条件下复合机膨胀过程的性能.试验结果表明,型线修正后能有效增加复合机中心腔的吸气容积,提高复合机的主轴轴功率及能量转换效率,为进一步的结构优化设计提供了依据.     

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.     

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。     

涡旋机械的涡旋体始端型线研究

涡旋机械中涡旋体的始端型线不但影响排气角和压缩过程,而且与涡旋机械的整机性能及涡旋体始端的强度有密切联系．着重分析了圆弧型型线修正问题,包括对称圆弧修正、不对称圆弧修正、对称圆弧加直线修正和不对称圆弧加直线修正,研究了不同修正条件下的排气角．     

准端面圆弧齿轮弯曲强度的有限元分析

应用三维有限单元法，对准端面圆弧齿轮齿根应力进行了计算，得到了沿齿高最大弯曲应力与设定齿厚比和设定螺旋角β0的关系，并将其与目前广泛采用的法面圆弧齿轮相比较，计算结果表明，准端面圆弧齿轮基本上是沿齿高方向等强度分布，优于法面圆弧齿轮。     

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．     

双侧涡旋增压器齿端渐开角的确定

在渐开线起始角、基圆半径和涡旋齿深度确定的条件下,为进一步确定涡旋齿的齿形,对双侧涡旋增压器的结构特征进行分析,提出始端渐开角的确定原则.通过吸气腔和排气腔的容积计算,结合回转角与渐开角的关系,给出涡旋齿始端和终端渐开角的计算方法.结果表明:该计算方法能较准确地确定涡旋盘的结构尺寸,从而可估算出整个压气机的尺寸是否满足汽车上有限的安装空间.     

双圆弧齿轮传动的啮合分析 Ⅲ.齿数及螺旋角的影响

本文分析了双圆弧齿轮传动中齿数及螺旋角对端面齿廓、齿顶压力角、齿顶弦齿厚、凸凹齿廓理论啮合点弦齿厚等的影响,指出过渡部份与凹齿工作齿廓交点处存在“过切现象”,并计算了双圆弧齿轮的最小齿数。     

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。     

轴向拉紧的圆弧端齿轴段扭转特性研究

为了研究轴向拉紧的圆弧端齿轴段的扭转特性,提出了圆弧端齿轴段传扭特性的分段线性模型,给出了分段线性转折点处扭矩的估计值,同时建立了轴向预紧圆弧端齿轴段三维有限元模型,采用数值计算对理论分析进行了验证。此外,通过数值计算求得圆弧端齿轴段的双线性扭转刚度,并进一步研究了预应力、摩擦系数等参数对圆弧端齿扭转特性的影响。研究结果表明:圆弧端齿结构具有典型的软弹簧双线性扭转特性,预应力对圆弧端齿的传扭特性有影响且存在预紧饱和现象;预紧饱和后,圆弧端齿双线性刚度基本不受预应力的影响,分段线性转折点扭矩则与预应力成正比;摩擦系数对圆弧端齿双线性刚度的起始段刚度基本无影响,仅对线性特性的第二段刚度有影响,扭转刚度随摩擦系数的增大而增大。研究结果对工程应用中端齿连接的设计及重型燃气轮机转子动力学分析具有参考价值。     

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。     

圆弧圆柱蜗杆传动弹流润滑分析

计算了圆弧圆柱蜗杆传动在不同的蜗杆转角下的中心膜厚和最小膜厚。计算结果表明:蜗杆在啮入端润滑状况较好,容易形成润滑油膜。随着圆弧圆柱蜗杆啮合特性角β的增大,平均膜厚减小,润滑状况变差。     

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.     

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。     

谐波齿轮传动双圆弧齿形双向共轭设计方法

针对目前广泛采用的双圆弧齿形单向共轭设计方法存在的刚轮凸圆弧段共轭齿廓不确定问题,提出了一种基于柔轮和刚轮齿形联合共轭计算的双圆弧齿形双向共轭设计方法。该方法通过预设柔轮凸圆弧参数来进行共轭计算和拟合得到刚轮的双圆弧齿廓;增加了刚轮凸圆弧齿廓反向共轭计算得到柔轮凹圆弧齿廓的计算过程;将柔轮的拟合凹圆弧和预设凸圆弧相结合得到柔轮整体齿形;保证了刚轮凸圆弧段与柔轮两段圆弧均能共轭啮合。双圆弧齿形的啮合侧隙分析与有限元接触分析结果表明:与单向共轭法的设计结果相比,双向共轭法所设计的双圆弧齿形在整个齿廓段都能参与啮合,存在多点啮合现象,具有更大的齿廓接触面积和更小的齿面接触应力,提升了谐波齿轮传动的啮合性能。