【摘要】： 雙螺旋轉(zhuǎn)子是螺桿壓縮機(jī)、螺桿泵等流體輸送設(shè)備的核心部件,轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)設(shè)備的運(yùn)行性能具有重大影響。開(kāi)展雙螺旋轉(zhuǎn)子數(shù)字化設(shè)計(jì)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(jì)質(zhì)量、水平和效率。轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)是雙螺旋轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)工作的核心。為了對(duì)雙螺旋轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)提供理論依據(jù),論文對(duì)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(tái)下進(jìn)行特征造型、裝配建模的設(shè)計(jì)方法與一般步驟,對(duì)基于SolidWorks軟件平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)方法進(jìn)行了歸納,從而為螺旋轉(zhuǎn)子的數(shù)字化設(shè)計(jì)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(duì)轉(zhuǎn)子端面型線數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件方案和算法流程進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子端面型線數(shù)字化設(shè)計(jì)。 對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子三維實(shí)體參數(shù)化建模以及動(dòng)態(tài)嚙合仿真的步驟與流程進(jìn)行了深入分析,基于SolidWorks API開(kāi)發(fā)軟件,實(shí)現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子三維實(shí)體模型的自動(dòng)生成及動(dòng)態(tài)嚙合仿真,為雙螺旋轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)驗(yàn)證以及性能預(yù)測(cè)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(jì)算公式。構(gòu)造了雙螺旋轉(zhuǎn)子幾何特性數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件方案,實(shí)現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子幾何特性的自動(dòng)計(jì)算與輸出。 根據(jù)雙螺旋轉(zhuǎn)子的工作方式,對(duì)其進(jìn)行了受力分析和熱力學(xué)分析,采用基于APDL的ANSYS二次開(kāi)發(fā)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了雙螺旋轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和熱力學(xué)性能的有限元自動(dòng)分析仿真。
【圖文】：

1、雙螺旋轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雙螺旋轉(zhuǎn)子是一類廣泛應(yīng)用于螺桿壓縮機(jī)、螺桿泵等機(jī)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(yáng)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(yáng)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(gè)齒。由轉(zhuǎn)子端面型線作螺旋運(yùn)動(dòng)就形成了轉(zhuǎn)子螺旋齒面。因此，轉(zhuǎn)子螺旋齒面實(shí)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(yáng)螺旋轉(zhuǎn)子可以看作是一對(duì)相互嚙合的斜齒輪，螺旋轉(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足一般嚙合運(yùn)動(dòng)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(yáng)螺旋轉(zhuǎn)子平行的放入機(jī)械設(shè)備的機(jī)體內(nèi)，，隨著兩螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，每對(duì)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(guò)程。陽(yáng)轉(zhuǎn)子陰轉(zhuǎn)子(a)雙螺旋轉(zhuǎn)子陽(yáng)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(jī)械設(shè)備中的作用(l)雙螺旋轉(zhuǎn)子在螺桿壓縮機(jī)中的作用螺桿壓縮機(jī)是一種工作容積作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的容積式氣體壓縮機(jī)械[’]。如圖1一2所示，在螺桿壓縮機(jī)的機(jī)體中平行地配置著一對(duì)相互嚙合的陰、陽(yáng)螺旋轉(zhuǎn)子。通過(guò)陰、陽(yáng)螺旋轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使螺桿壓縮機(jī)容積產(chǎn)生變化，完成氣體的壓縮過(guò)程。吸氣孔口陽(yáng)轉(zhuǎn)子機(jī)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(jī)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(guò)泵體內(nèi)一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子的相互嚙合，依靠嚙合空間的容積變化來(lái)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(gè)密封空腔
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH133

【引證文獻(xiàn)】

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1 劉厚根;黃n

本文編號(hào)：2627688