涡旋压缩机渐开线和圆弧组合型线的设计计算

介绍了渐开线和圆弧组合型线的生成方法和特点，建立了该组合型线的几何理论，并得出了组合型线的方程和设计计算公式，对该组合型线进行齿头双圆弧修正，得出了一种特殊的型线，并分析了其特点，研究结果对组合型线的设计和变壁厚型线的研究有一定的指导作用。     

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。     

多涡旋齿涡旋压缩机的双圆弧型线修正研究

建立了双涡旋齿、三涡旋齿及四涡旋齿的双圆弧修正的作图方法,进而得到了任意齿数的多涡旋齿双圆弧修正的通用方法,并分析了齿形参数的变化对修正齿形特点及压缩机性能的影响。通过对不同齿数的多涡旋齿修正齿形啮合特性的讨论,提出了一对大小圆弧能作为多涡旋齿啮合型线的条件,证实了用该修正方法所得到的修正涡旋齿在工作中能实现完全啮合。研究结果表明,多涡旋齿的双圆弧型线修正不但提高了压缩比和齿头强度,而且改善了齿头型线的加工特性,所得到的修正齿形具有较高的综合性能。     

一种涡旋压缩机的圆弧线段等壁厚组合型线

提出了一种新型等壁厚圆弧-线段涡旋齿组合型线,该型线由圆弧和线段交替组合而成,建立了该型线的基本几何理论,并将该型线拓展到双涡旋齿场合,得到了双涡旋齿圆弧-线段组合型线.将该组合型线与圆渐开线型线所构成的涡旋齿进行了多方面的比较,结果表明,在相同的占用空间内,该型线具有较大的容积利用率和内容积比,能较大程度地增加吸气量、提高压缩比和减小涡旋盘尺寸,同时也具有设计加工简单等优点.     

基于对称圆弧修正的单元组合型线涡旋压缩机特性研究

针对采用单元组合型线的涡旋压缩机,研究当对涡旋盘涡圈采用对称圆弧修正时整机的工作特性,建立修正型线参数方程,讨论修正型线的取值范围,分析其工作腔随转角的变化关系及内容积比和排气截面的工作特性。仿真研究结果表明:与修正后的采用圆渐开线的压缩机相比,在内容积比相同的情况下,采用单元组合型线的压缩机具有更大的排气角和排气截面,使得压缩过程更趋平缓;并随着内容积比的增加,其排气截面减小的趋势和排气损失增加的趋势也较基于圆渐开线的压缩机缓慢。可见,随着压比的升高,采用单元组合型线的压缩机优势更加突出。该研究结果为采用该型线的涡旋压缩机应用及优化奠定基础。     

采用双圆弧加直线单元组合型线的涡旋压缩机理论及试验研究

在对国内外现有涡旋压缩机型线种类进行研究的基础上,提出一种新的涡圈型线的组合形式——单元组合形式,进而提出一种能够满足该形式的双圆弧加直线单元组合型线,该型线由若干相似单元组成,每一单元由大圆弧、小圆弧和直线构成。建立该型线的基本几何理论,推导工作腔容积,研究工作腔容积变化规律。研制开发具有该型线的车用空调涡旋压缩机,并进行变转速性能试验。试验结果显示:在相同的涡盘外形尺寸的情况下,与传统的圆渐开线型线相比,采用该单元组合型线的涡旋压缩机具有更大的制冷量和性能系数(Coefficient of performance,COP)。     

多涡旋齿涡旋压缩机的可用啮合型线研究

为了拓宽多涡旋齿可用啮合型线的种类,提出正多边形渐开线可作为多涡旋齿的啮合型线,如边数分别为4,8,12…和6,12,18…的正多边形渐开线可作为双涡旋齿和三涡旋齿的型线,得出边数为2iZ(i=1,2,3…)的正多边形渐开线可作为Z涡旋齿的啮合型线。归纳出一对圆弧及圆渐开线作为多涡旋齿啮合型线的条件,并确定了圆弧与圆渐开线的多种组合型线也可作为多涡旋齿的啮合型线。     

涡旋齿端圆弧类型线修正概述

对涡旋压缩机圆弧类修正各种齿型的生成方法,几何理论,结构特点,性能优势,加工方法,应用领域等进行了系统的分析,对比,总结和评价,对涡旋压缩机齿端修理型式的设计和选用有一定的参考价值。     

渐开线-高次曲线组合型线涡旋压缩机的设计及有限元分析

介绍了使用渐开线-高次曲线组合型线来减少涡旋圈数的方法及特点,建立了该型线的几何理论和相关参数计算方程,并对动涡盘进行了有限元分析,计算实例结果显示渐开线和高次曲线组合型线能够减少涡旋圈数以及型线的长度,且涡旋盘受力变形和应力明显小于单一渐开线型线,研究的结果对于组合型线的设计和大排气量涡旋机的研究有一定的借鉴作用。     

采用圆渐开线修正涡旋压缩机涡齿型线

确定了一对圆渐开线作为涡旋齿啮合型线的条件,创建了用圆渐开线修正涡旋齿齿头而得到全啮合型线的修正方法。详细介绍了该修正齿形的生成方法,得到了各齿形参数间的变化关系、修正型线方程和各连接点的坐标,讨论了修正齿形的特点和齿形参数的变化对修正齿形的影响。相同条件下与双圆弧修正齿形相比,圆渐开线修正齿形增加啮合转角10°～25°,增加涡旋齿的加强角度12°～30°,能进一步提高压缩比和齿头强度。结果表明: 该修正方法优于现有的任何一种型线修正方法,所得到的修正涡旋齿的综合性能较高。研究结果可直接应用于型线修正设计中。     

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。     

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。     

圆渐开线型线的涡旋压缩机内部流场模拟分析

涡旋压缩机运行过程中工作腔内部流场状态参数难以通过试验测试获得。为此,以圆渐开线型线的动、静涡旋盘为对象,建立了带有动边界、径向与轴向间隙的动、静涡旋盘啮合的三维流场数值模型。利用CFD动网格技术设置流场边界、内部网格的变形,获得动、静涡旋盘啮合过程内部流场参数,并结合试验对模拟模型进行验证。结果表明:模拟结果与试验结果基本一致,获得了工作腔内流体流动压力和速度的动态分布规律,探索了压缩过程中腔内压力、速度、温度分布不均匀的原因。     

涡旋压缩机涡圈渐开线的创成与加工

研究了涡旋压缩机的"心脏"——运动涡旋盘渐开线的创成和编程加工,根据涡旋压缩机渐开线的特性和原理,以及加工零件的精度要求,推导出加工零件的渐开线方程式,从而使编程更加简单,使用更加方便,并使加工精度得到提高。     

基于圆渐开线涡旋压缩机的几何模型研究

为了详细研究基于圆渐开线等截面对称涡旋压缩机几何模型的特性,从圆渐开线几何学出发,对啮合角和排气角做了详细论述;用积分法求解得到了涡旋压缩机各工作腔容积以及容积变化率随主轴转角的变化并进行了分析,详细阐述了法向等距法计算涡旋压缩机工作腔容积的原理,并将两种计算方法得到的工作腔容积与实际模型进行了对比分析,结果表明,法向等距法计算结果优于积分法;最后,根据工作腔对数的存在情况对涡旋压缩机的泄漏面积进行了分析计算。几何模型的研究结果对涡旋压缩机整体数学模型的建立奠定了一定基础。     

新型组合曲线涡旋压缩机容积特性研究

针对一种新型的组合型线的涡旋压缩机，系统地研究了该型线的压缩机各个压缩腔行程容积的求法，使得各个压缩腔随着曲柄转角的变化在不同段曲线的容积可以清楚的求出，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。