渦旋壓縮機(jī)是一種借助容積變化來實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的流體機(jī)械,由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、微振低噪、可靠性高和高效節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于制冷、空調(diào)、醫(yī)療器械、電力、化工等眾多重要領(lǐng)域,并且在醫(yī)療無油潤滑壓縮機(jī)和新能源電動汽車等高端裝備制造業(yè)特殊用途的需求下,渦旋壓縮機(jī)以優(yōu)于傳統(tǒng)壓縮機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢得到了迅猛發(fā)展。然而關(guān)于渦旋壓縮機(jī)設(shè)計(jì)的核心技術(shù)問題—渦旋齒型線設(shè)計(jì),對其開展的研究還局限在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式中,這給新型高效且滿足不同性能需求的渦旋齒型線設(shè)計(jì)帶來了極大挑戰(zhàn)。本文從渦旋齒型線創(chuàng)新設(shè)計(jì)視角出發(fā),利用微分幾何中的Frenet活動標(biāo)架,系統(tǒng)研究了不同齒廓的渦旋齒型線設(shè)計(jì)問題,為設(shè)計(jì)研制新型高效的渦旋壓縮機(jī)提供了理論指導(dǎo)。論文的主要研究內(nèi)容及研究成果包括以下幾個(gè)方面:（1）基于微分幾何的共軛渦旋型線嚙合理論。定義曲線光滑連續(xù)相切接觸條件,提出共軛渦旋型線的概念;建立共軛渦旋型線的基本嚙合理論,并對其進(jìn)行數(shù)學(xué)描述,推導(dǎo)出共軛渦旋型線坐標(biāo)系之間的數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系,采用單參數(shù)曲線族包絡(luò)法深入研究了渦旋型線的嚙合特性;從運(yùn)動學(xué)的角度對共軛渦旋型線嚙合的充要條件進(jìn)行論證。（2）基于Frenet活動標(biāo)架的渦旋齒型線的歸... 

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 渦旋壓縮機(jī)的發(fā)展回顧
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 渦旋齒型線理論研究
            1.2.1.1 單一型線
            1.2.1.2 組合型線
            1.2.1.3 通用型線
            1.2.1.4 修正型線
            1.2.1.5 渦旋型線的優(yōu)化
        1.2.2 工作過程特性研究
        1.2.3 動力特性研究
        1.2.4 摩擦磨損與潤滑研究
        1.2.5 高性能樣機(jī)研究
        1.2.6 渦旋齒型線研究存在的問題與不足
    1.3 本文選題背景和意義
    1.4 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 本文研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 本文章節(jié)安排
第2章 基于微分幾何的共軛渦旋型線嚙合理論
    2.1 引言
    2.2 共軛渦旋型線的定義
        2.2.1 共軛曲線的定義
        2.2.2 共軛渦旋型線
    2.3 渦旋型線嚙合基本原理
        2.3.1 坐標(biāo)系及坐標(biāo)變換
        2.3.2 單參數(shù)曲線族包絡(luò)法求解型線嚙合問題
        2.3.3 共軛型線嚙合的充要條件
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于Frenet標(biāo)架的渦旋齒型線的歸一化數(shù)學(xué)模型
    3.1 引言
    3.2 現(xiàn)有構(gòu)成渦旋齒型線的曲線形式
    3.3 各種曲線的性能分析
    3.4 渦旋齒型線的歸一化數(shù)學(xué)模型
        3.4.1 Frenet標(biāo)架在渦旋齒型線中的應(yīng)用
        3.4.2 典型曲線與歸一化方程的轉(zhuǎn)換關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第4章 等壁厚和漸變壁厚渦旋齒型線幾何特性與優(yōu)選策略
    4.1 引言
    4.2 等壁厚渦旋齒型線
        4.2.1 等壁厚渦旋齒型線的幾何模型
        4.2.2 等壁厚渦旋齒型線構(gòu)成的腔體容積計(jì)算
    4.3 漸變壁厚渦旋齒型線
        4.3.1 漸變壁厚渦旋齒型線的幾何模型
        4.3.2 漸變壁厚渦旋齒型線構(gòu)成的腔體容積計(jì)算
    4.4 渦旋齒型線的幾何性能指標(biāo)
        4.4.1 行程容積
        4.4.2 壓縮比
        4.4.3 渦盤圓周大徑
        4.4.4 面積利用系數(shù)
        4.4.5 渦旋齒齒厚
    4.5 等壁厚渦旋齒型線控制系數(shù)的優(yōu)選策略
    4.6 等壁厚渦旋齒型線的優(yōu)選
    4.7 漸變壁厚渦旋齒型線控制系數(shù)的優(yōu)選策略
    4.8 漸變壁厚渦旋齒型線的優(yōu)選
    4.9 本章小結(jié)
第5章 變壁厚渦旋齒型線構(gòu)建方法與幾何理論
    5.1 引言
    5.2 Ⅰ型變壁厚渦旋齒型線
        5.2.1 Ⅰ型型線母線方程的建立
        5.2.2 Ⅰ型型線構(gòu)成的腔體容積計(jì)算
    5.3 Ⅱ型變壁厚渦旋齒型線
        5.3.1 Ⅱ型型線母線方程的建立
        5.3.2 Ⅱ型型線構(gòu)成的腔體容積計(jì)算
    5.4 Ⅲ型變壁厚渦旋齒型線
        5.4.1 Ⅲ型型線母線方程的建立
        5.4.2 Ⅲ型型線構(gòu)成的腔體容積計(jì)算
    5.5 型線參數(shù)對變壁厚渦旋齒型線幾何性能的影響
        5.5.1 幾何性能指標(biāo)
        5.5.2 型線參數(shù)對Ⅰ型型線幾何性能的影響
        5.5.3 型線參數(shù)對Ⅱ型型線幾何性能的影響
        5.5.4 型線參數(shù)對Ⅲ型型線幾何性能的影響
    5.6 三種變壁厚渦旋齒型線的性能評價(jià)
        5.6.1 動力性能指標(biāo)
        5.6.2 性能對比
    5.7 高次曲線的組合編碼
        5.7.1 組合編碼后的曲線對Ⅰ型型線性能的影響
        5.7.2 組合編碼后的曲線對Ⅱ型型線性能的影響
    5.8 本章小結(jié)
第6章 變壁厚渦旋齒的齒厚數(shù)學(xué)模型與變化規(guī)律
    6.1 引言
    6.2 變壁厚渦旋齒的齒厚計(jì)算模型
    6.3 Ⅰ型變壁厚渦旋齒的齒厚變化規(guī)律
        6.3.1 Ⅰ型型線參數(shù)中基圓半徑對齒厚的影響
        6.3.2 Ⅰ型型線參數(shù)中回轉(zhuǎn)半徑對齒厚的影響
        6.3.3 Ⅰ型型線參數(shù)中連接點(diǎn)對齒厚的影響
    6.4 Ⅱ型變壁厚渦旋齒的齒厚變化規(guī)律
        6.4.1 Ⅱ型型線參數(shù)中基圓半徑對齒厚的影響
        6.4.2 Ⅱ型型線參數(shù)中回轉(zhuǎn)半徑對齒厚的影響
        6.4.3 Ⅱ型型線參數(shù)中齒厚控制系數(shù)對齒厚的影響
        6.4.4 Ⅱ型型線參數(shù)中最大展弦對齒厚的影響
        6.4.5 Ⅱ型型線參數(shù)中連接點(diǎn)對齒厚的影響
    6.5 Ⅲ型變壁厚渦旋齒的齒厚變化規(guī)律
        6.5.1 Ⅲ型型線參數(shù)中首末段基圓半徑對齒厚的影響
        6.5.2 Ⅲ型型線參數(shù)中中間段基圓半徑對齒厚的影響
        6.5.3 Ⅲ型型線參數(shù)中回轉(zhuǎn)半徑對齒厚的影響
        6.5.4 Ⅲ型型線參數(shù)中連接點(diǎn)對齒厚的影響
    6.6 組合編碼后的曲線對Ⅱ型渦旋齒齒厚的影響
    6.7 本章小結(jié)
第7章 變壁厚渦旋齒型線渦旋壓縮機(jī)性能試驗(yàn)研究
    7.1 引言
    7.2 等分切向角變步長雙圓弧插補(bǔ)算法模型
        7.2.1 插補(bǔ)算法
        7.2.2 插補(bǔ)誤差
    7.3 Ⅲ型變壁厚渦旋齒的加工
    7.4 變壁厚渦旋齒型線渦旋壓縮機(jī)樣機(jī)性能測試
        7.4.1 性能測試條件與試驗(yàn)檢測
        7.4.2 性能測試結(jié)果與分析
    7.5 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
附錄C 攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎勵(lì)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一款新型組合型線渦旋壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 劉學(xué)平,李秋宇,劉宇.  壓縮機(jī)技術(shù). 2019(03)
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博士論文
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[2]渦旋壓縮機(jī)動力特性及仿真模擬研究[D]. 余洋.蘭州理工大學(xué) 2014
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[4]驅(qū)動軸承內(nèi)嵌式渦旋壓縮機(jī)特性研究[D]. 李超.蘭州理工大學(xué) 2007
[5]通用渦旋型線集成設(shè)計(jì)理論與方法研究[D]. 王立存.重慶大學(xué) 2007

碩士論文
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[2]變徑基圓漸開線渦旋型線的分析[D]. 田亞永.蘭州理工大學(xué) 2011
[3]組合型線渦旋壓縮機(jī)型線設(shè)計(jì)與渦旋齒的有限元分析[D]. 杜文武.蘭州理工大學(xué) 2011
[4]新型組合曲線渦旋壓縮機(jī)容積特性及動力學(xué)研究[D]. 陳亞娟.重慶大學(xué) 2006
[5]基圓漸開線型渦旋壓縮機(jī)渦盤幾何參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 劉興旺.蘭州理工大學(xué) 2005



本文編號：3675513