基于运动学的涡旋型线固有耦合机理研究

在涡旋压缩机型线设计研究中，针对涡旋型线暂啮合角固有耦合机理理论，提出了涡旋型线节点的概念，分析了涡旋型线节点的速度突变和加速度突变，通过微分几何理论分析并证明了涡旋型线固有耦合机理理论的正确性。结果表明：当特征几何边数增加时，曲率半径变化随之变小，速度突变相应随之变小，涡旋压缩机运转趋于平稳，振动和能量损失变小；当特征几何边数趋于无穷大时，曲率半径和速度突变趋向于零，涡旋压缩机运转最平稳，振动与能量损失最小；反之，特征几何边数减小时，曲率半径变化随之变大，速度突变大，涡旋压缩机运转不平稳，振动与能量损失变大。     

采用渐开线的涡旋型线理论研究

分析了正多角形渐开线的几何特性，指出角数为偶数的正多角形渐开线可以用作涡旋型线；并就涡旋型线的几何参数，涡旋转子受气体作用力等进行了较详细的分析推导。     

汽车空调涡旋压缩机研究

叙述了涡旋压缩机的型线理论，推导了涡旋压缩机的行程容积公式，介绍了汽车空调涡旋压缩机的基本结构，讨论了涡旋压缩机的几何参数和型线优化。     

组合型线的涡旋压缩机几何参数设计

设计了一种复杂型线的涡旋压缩机，并研究了几何参数的计算方法，同时利用MATLAB给出这些几何参数随主轴旋转的动态变化规律，为组合型线涡旋压缩机的设计奠定了基础。     

涡旋型线对涡旋压缩机性能的影响

构成涡旋压缩机涡旋齿的型线有很多种,不同型线的类型以及几何参数直接影响着涡旋压缩机的性能和结构尺寸。在现有涡旋型线几何理论的基础上,对圆、线段和正四边形渐开线以及变径基圆渐开线和组合型线的几何特性进行了详细的探讨,采用控制变量的方法,对比分析了不同涡旋型线几何参数和结构参数之间的相互关系;计算分析了圆渐开线和组合型线构成的动涡旋盘所受的气体力,计算结果表明组合型线动涡旋盘上所受的气体力波动较大,研究得到的结果为涡旋压缩机的设计提供了一定的理论基础和应用参考。     

基于改进多目标遗传算法的变截面涡旋盘优化设计

在涡旋盘优化设计中，分析了遗传算法容易早熟、后期搜索效率低且仅以几何性能最佳为目标进行优化设计的涡旋盘力学性能较差等缺点，提出了基于改进多目标遗传算法，综合考虑力学性能和几何性能的变截面涡旋盘多目标优化设计方法。针对由基圆渐开线-高次曲线组成的变截面涡旋盘，应用微分几何理论对涡旋型线进行参数化表达，通过分析涡旋型线解析构成形式，确立了以动涡旋盘所受轴向气体力最小和压缩比最大为设计目标的多目标优化设计，得到了Pareto非劣解集。将非劣解集中的涡旋盘与传统变截面涡旋盘相比，其最大轴向气体力减少了25.53%，压缩比提高了4.36%。     

涡旋型线几何理论及耦合机理研究

在涡旋压缩机型线设计研究中,提出了涡旋型线的暂渐开与暂啮合理论,阐述了暂渐开中心、暂渐开区域、暂渐开角、暂啮合区域及暂啮合角等几何概念,研究了多种涡旋型线的特征几何特性和暂啮合区域所对应的暂啮合角之间的耦合机理,借以作为涡旋压缩机型线性能优劣及加工难易的判定理论。研究结果表明:正奇多边形渐开线型线的暂啮合角等于其特征几何外角的一半;正偶多边形渐开线涡旋型线的暂啮合角恰好等于其特征几何外角;随着多边形边数的增加,暂啮合区域所对应的暂啮合角从180°逐步减小,当特征几何边数趋于无穷多边形时,涡旋型线的暂啮合区域所对应的暂啮合角将趋近于0。通过涡旋型线几何特性和耦合机理的研究,证明了无穷多边形渐开线所构成的涡旋型线压缩机振动最小,运行最平稳,能效比最高。提出的涡旋型线耦合机理,为涡旋压缩机型线的研究拓宽了思路。     

任意圈涡旋压缩机的几何理论研究

从涡旋压缩机的工作过程特性出发，对任意圈涡旋压缩机的几何理论进行分析，给出了涡旋压缩机圆渐开线型线的几何参数——压缩腔对数及涡圈圈数的明确定义，推导出任意圈涡旋压缩机各工作过程的容积计算公式及其几何参数之间的关系。研究表明：涡旋压缩机完成吸气和排气过程分别需要压缩机主轴转动一周；对于未修正的圆渐开线型线的任意圈涡旋压缩机，每完成一次吸排气过程的循环主轴需要转动ΦE π α-φ^*的角度；对于始端进行修正的圆渐开线型线，只要两涡圈的啮合处于圆渐开线啮合，则本文所作的几何分析同样适用。     

涡旋压缩机一种优化型线的几何理论

本文分析计算了采用一种优化型线的涡旋压缩机的几何参数，包括工作容积、内部孔口面积等，为涡旋压缩机的设计及热力学性能的模拟计算提供几何理论的依据     

基于泛函的通用涡旋型线几何理论研究

在涡旋型线设计研究中,针对单一型线的限制性,提出以泛函理论为基础的新型涡旋型线设计思路,分析了平面曲线的啮合理论,对共轭啮合涡旋型线的解析包络原理进行了研究,得到了通用涡旋型线的共轭啮合特征型线,利用Taylor级数思想,得出通用涡旋型线的新形式,就涡旋型线的压缩行程容积、型线方程、曲率(半径)以及型线长度等基本几何性质,在笛卡尔坐标系下做了较详尽的阐述和推导,得出了坐标、向量和Taylor级数等三种形式下的涡旋型线的完整几何表达形式,目前的通用型线不代表涡旋型线的全部形式,只是特殊情况下的通用型线,为研究基于泛函理论的通用涡旋机械型线设计完整理论奠定了基础。     

组合变截面涡旋膨胀机的几何模型研究

从组合变截面涡旋膨胀机的几何模型入手,论述了构成涡旋膨胀机的涡旋齿各类型线的发展历史,简述了涡旋膨胀机的工作原理,分析了变截面涡旋膨胀机组合型线的构成以及利用分段法求解了不同运行时刻各工作腔腔体的解析表达式,最后利用图示法展示各工作腔腔体容积的变化规律,为后期变截面涡旋膨胀机几何模型的研究奠定了基础.     

圆渐开线变截面涡旋压缩机几何性能综合分析

提出一种由不同基圆半径的圆渐开线组成的新型变截面涡旋压缩机型线，组成形式为圆渐开线Ⅰ+圆渐开线Ⅱ+圆渐开线Ⅰ。论述型线的生成方法，给出型线的一般方程，建立一系列圆渐开线变截面涡旋压缩机的几何模型。针对建立的几何模型，分析控制系数θ、φ^*、R_or对变截面涡旋压缩机几何性能的影响。以圆渐开线Ⅰ为基础，构建圆渐开线Ⅰ+高次曲线+圆渐开线Ⅰ的变截面涡旋压缩机的几何模型，综合分析两类变截面涡旋压缩机的几何性能。结果表明：θ取中值θ_M，φ^*，控制系数R_or取较大值，对应的几何性能较优。高次曲线变截面涡旋压缩机与中值θ_M对应的圆渐开线变截面涡旋压缩机相似，可相互替代。     

圆渐开线涡旋压缩机控制系数的研究

在涡旋型线设计研究中,针对型线表达形式各异、缺乏简洁有效的型线通用模型这一弊端,本文运用矢函数和微分几何理论建立了集成涡旋型线函数方程,该方程打破了传统型线研究中一种型线对应一种模型的局面,不但能涵盖圆弧型线、基圆渐开线和变径基圆渐开线等典型型线,而且还能构造出新型高效的涡旋型线;通过研究该函数方程中的控制系数变化规律,得到了控制系数与动、静涡旋型线几何性能的映射关系;总结出了控制系数的优选策略,利用这些优选策略能挑选出一系列符合要求的涡旋型线,可根据涡旋压缩机的设计需求从中选出某一种性能良好的涡旋型线。     

几何偏心与齿距误差关系分析

本文从几何偏心误差与啮合线增量的关系入手，推导了几何偏心与齿距各误差之关系，对寻求提高滚齿加工精度措施具有一定意义。     

涡旋膨胀机齿头修正的理论研究

对圆渐开线涡旋型线的齿头修正展开了研究。首先从圆渐开线几何学出发,叙述了涡旋膨胀机的几何模型,探讨了涡旋齿齿头修正方法。为了提高涡旋机械的综合性能,着重分析了型线修正问题,研究了双圆弧修正与双圆弧加直线修正的修正参数的变化规律和修正面积系数的变化规律,为涡旋膨胀机的几何模型研究奠定了基础。     

涡旋压缩机涡旋盘端面型线的变参图形设计

涡旋盘端面型线的图形设计是涡旋压缩机工程图设计中的一个难点，本文以涡旋盘的端面型线为研究对象，提出了通过对零件进行结构分析，提取能描述其几何结构的基本模型和参数，建立参数化几何模型，使图形具有随设计参数变化而变化的能力。利用该方法设计的工程图，图形精确度高，图形生成速度快，使产品易于变型及系列化，能明显缩短产品的开发设计周期。     

涡旋压缩机的变径基圆渐开线型线研究

研究了涡旋压缩机变径基圆渐开线的啮合特性和几何理论,得到了其共轭啮合型线方程;分析了不同参数下的型线特点和几何形状,并与基圆渐开线进行比较;提出了由变径基圆渐开线构建变啮合间隙涡旋齿的方法。利用变径基圆渐开线可构建出3种涡旋齿：等啮合间隙变壁厚涡旋齿、变啮合间隙等壁厚涡旋齿和变啮合间隙变壁厚涡旋齿,分析了各种涡旋齿的性能特点和适用范围,拓宽了涡旋型线的类型。     

采用通用型线控制方程涡旋压缩机型线的基本几何理论及其应用

本文给出了采用通用型线控制方程的涡旋压缩机的基本几何理论及常用的型线类型，并且给出了两个设计实例。运用此理论使得涡旋压缩机的设计更为灵活方便，而且能够较大幅度的提高压缩机的整机性能     

通用涡旋型线理论研究与深入分析

涡旋压缩机型线设计研究中,对于任意简单平滑规则曲线至少二阶连续可导,此处型线采用极角、瞬时曲率中心和曲率半径来表征更为简单,基于此建立了涡旋型线啮合理论。针对通用涡旋型线设计存在的问题,深入研究了涡旋型线啮合理论、共轭型线节线、通用控制方程、通用方程和行程容积、内容积比、型线长度与曲率半径等关键几何公式。总结了通用涡旋型线,涡旋型线节线方程和通用型线控制方程等理论,分析了现有通用型线的一些缺陷及其通用型线控制方程理论的片面性。提出了基于泛函理论的通用涡旋型线统一数学模型理论,利用泛函理论,建立能表征任意几何形状且能集成现有各种涡旋型线数学模型的可取曲线类涡旋型线广义泛函方程, 进而可研究涡旋型线广义泛函的光滑性、一次变分二次变分及高次变分等解析特性,并利用变分法理论分析其泛函极值条件。为在不同阶空间利用泛函理论研究涡旋型线提供了机会,为通用涡旋型线研究拓宽了思路。     

含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动力学分析

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为一种新型传动方式,为研究几何偏心误差对其传动精度的影响规律,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立起精确的含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的三维模型,运用ADAMS分析得到该齿轮在啮合过程中的转角误差变化规律。得到了其几何偏心误差对传动精度的影响规律,将仿真分析结果与理论计算结果进行对比,得到理论几何偏心误差计算值与实际几何偏心误差仿真计算值相对偏差量较小。验证了基于ADAMS动力学分析齿轮几何偏心误差的可行性,同时验证了传统理论计算法在变双曲圆弧齿线圆柱齿轮上应用的正确性。得到通过测量齿轮间的动态传递误差可以来间接计算变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的几何偏心误差值。