【摘要】： 雙螺旋轉(zhuǎn)子是螺桿壓縮機、螺桿泵等流體輸送設(shè)備的核心部件,轉(zhuǎn)子的設(shè)計質(zhì)量對設(shè)備的運行性能具有重大影響。開展雙螺旋轉(zhuǎn)子數(shù)字化設(shè)計方法與技術(shù)的研究,有助于大幅度提升螺旋轉(zhuǎn)子的設(shè)計質(zhì)量、水平和效率。轉(zhuǎn)子型線設(shè)計是雙螺旋轉(zhuǎn)子設(shè)計工作的核心。為了對雙螺旋轉(zhuǎn)子型線設(shè)計提供理論依據(jù),論文對螺旋轉(zhuǎn)子的坐標(biāo)變換、共軛嚙合原理、以及求解共軛曲線的方法作了詳細(xì)描述,得到螺旋轉(zhuǎn)子齒形曲線、嚙合線與接觸線的數(shù)學(xué)模型。 研究了在三維CAD平臺下進行特征造型、裝配建模的設(shè)計方法與一般步驟,對基于SolidWorks軟件平臺的二次開發(fā)方法進行了歸納,從而為螺旋轉(zhuǎn)子的數(shù)字化設(shè)計提供技術(shù)支持。 根據(jù)螺旋轉(zhuǎn)子典型齒形數(shù)學(xué)表達(dá)式,推導(dǎo)出適用于任何轉(zhuǎn)子型線的共軛曲線普遍方程。在建立轉(zhuǎn)子端面型線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子端面型線數(shù)字化設(shè)計軟件方案和算法流程進行分析,實現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子端面型線數(shù)字化設(shè)計。 對螺旋轉(zhuǎn)子三維實體參數(shù)化建模以及動態(tài)嚙合仿真的步驟與流程進行了深入分析,基于SolidWorks API開發(fā)軟件,實現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子三維實體模型的自動生成及動態(tài)嚙合仿真,為雙螺旋轉(zhuǎn)子的設(shè)計驗證以及性能預(yù)測提供支撐。 根據(jù)轉(zhuǎn)子曲面方程,推導(dǎo)了雙螺旋轉(zhuǎn)子接觸線、泄漏三角形、齒間面積及面積利用系數(shù)等幾何特性計算公式。構(gòu)造了雙螺旋轉(zhuǎn)子幾何特性數(shù)字化設(shè)計軟件方案,實現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子幾何特性的自動計算與輸出。 根據(jù)雙螺旋轉(zhuǎn)子的工作方式,對其進行了受力分析和熱力學(xué)分析,采用基于APDL的ANSYS二次開發(fā)技術(shù),實現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強度和熱力學(xué)性能的有限元自動分析仿真。
【圖文】：

1、雙螺旋轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點雙螺旋轉(zhuǎn)子是一類廣泛應(yīng)用于螺桿壓縮機、螺桿泵等機械設(shè)備上的關(guān)鍵構(gòu)件【’.3]。雙螺旋轉(zhuǎn)子包括陰轉(zhuǎn)子和陽轉(zhuǎn)子，如圖1一1(a)所示。把螺旋轉(zhuǎn)子齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線稱為轉(zhuǎn)子端面型線，如圖1一1(b)所示。陰、陽螺旋轉(zhuǎn)子的端面型線是由多段不同曲線組成的，并且它們都有多個齒。由轉(zhuǎn)子端面型線作螺旋運動就形成了轉(zhuǎn)子螺旋齒面。因此，轉(zhuǎn)子螺旋齒面實質(zhì)上是一種多頭曲線沿螺旋面掃描而形成的螺旋面。陰、陽螺旋轉(zhuǎn)子可以看作是一對相互嚙合的斜齒輪，螺旋轉(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足一般嚙合運動的要求，即相應(yīng)端面型線必須滿足齒廓嚙合的基本定律【’]。陰、陽螺旋轉(zhuǎn)子平行的放入機械設(shè)備的機體內(nèi)，，隨著兩螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，從而完成工作過程。陽轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子(a)雙螺旋轉(zhuǎn)子陽轉(zhuǎn)子端面型線陰轉(zhuǎn)子端面型線}!(b

2、雙螺旋轉(zhuǎn)子在典型機械設(shè)備中的作用(l)雙螺旋轉(zhuǎn)子在螺桿壓縮機中的作用螺桿壓縮機是一種工作容積作回轉(zhuǎn)運動的容積式氣體壓縮機械[’]。如圖1一2所示，在螺桿壓縮機的機體中平行地配置著一對相互嚙合的陰、陽螺旋轉(zhuǎn)子。通過陰、陽螺旋轉(zhuǎn)子在機體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動，使螺桿壓縮機容積產(chǎn)生變化，完成氣體的壓縮過程。吸氣孔口陽轉(zhuǎn)子機體球軸承 !!!}}}““一州州 lllll田田田「一川川蠢蠢蠢卜4習(xí) 習(xí)撇 撇撇 撇陰轉(zhuǎn)子圖1一2螺桿壓縮機圓柱滾子軸承(2)雙螺旋轉(zhuǎn)子在螺桿泵中的作用雙螺桿泵是通過泵體內(nèi)一對螺旋轉(zhuǎn)子的相互嚙合，依靠嚙合空間的容積變化來輸送流體的容積式轉(zhuǎn)子泵。如圖1一3所示，雙螺旋轉(zhuǎn)子在泵體中形成一個密封空腔
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH133

【引證文獻(xiàn)】

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1 劉厚根;黃n

本文編號：2627688