根據(jù)增材制造的成型特點,針對傳統(tǒng)實體結(jié)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)子加工程序繁瑣和耗材較多的問題,提出對傳統(tǒng)實體結(jié)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)子輕量化設(shè)計思路;通過對螺桿轉(zhuǎn)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的空腔化設(shè)計,建立三維實體模型,分析螺桿轉(zhuǎn)子的實際工況,利用ANSYS Workbench對新型結(jié)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)子進行結(jié)構(gòu)特性分析,并得出新型結(jié)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)子可以滿足實際工作需求;利用增材制造的成形特點對螺桿轉(zhuǎn)子內(nèi)部進行空腔化設(shè)計,達到輕量化要求。
【部分圖文】：

根據(jù)表1所示的轉(zhuǎn)子參數(shù),通過MATLAB計算得到轉(zhuǎn)子型線離散的點,并將點的坐標導(dǎo)入UG三維建模軟件中,通過螺旋掃掠拉伸得到陰陽轉(zhuǎn)子三維實體結(jié)構(gòu)模型,如圖1所示。螺桿壓縮機的工作循環(huán)是由每對相互嚙合的齒相繼完成相同的吸氣、壓縮和排氣三個過程,在保證轉(zhuǎn)子齒形完整的基礎(chǔ)上,根據(jù)增材制造的成形特點,對轉(zhuǎn)子內(nèi)部進行空腔化結(jié)構(gòu)設(shè)計,以達到對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計目的。轉(zhuǎn)子等壁厚為5mm,通過分析測量新型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的體積質(zhì)量,較實體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的體積質(zhì)量相對減少25.6%。新型結(jié)構(gòu)陰陽轉(zhuǎn)子模型如圖2所示。

將嚙合后的轉(zhuǎn)子模型導(dǎo)入ANSYS Workbench中,設(shè)置陰、陽轉(zhuǎn)子的材料為40Cr,泊松比μ=0.2,密度ρ=7850kg/m3,彈性模量E=210GPa[12]。選擇四面體劃分網(wǎng)格,將網(wǎng)格單元設(shè)為2mm,最終劃分的單元格總數(shù)為2173654個,節(jié)點總數(shù)為3194931個。網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖3所示。圖3 陰、陽轉(zhuǎn)子網(wǎng)格劃分

陰、陽轉(zhuǎn)子網(wǎng)格劃分
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