涡旋齿端等β角圆弧类型线修正理论的研究

对等β角圆弧类涡旋修正齿型进行了深入研究,得到了这类修正齿型的齿端生成方法、齿型特点及齿端修正参数的通用表达形式,采用控制容积法导出了工作腔容积随动盘转角变化的解析计算式,提出了动态的切向和径向气体力作用面积的精确及简化计算方法,通过算例对两种方法作了对比和分析,明确了其使用条件,而这些修正理论适用于等β角圆弧类修正的所有齿型。     

EA-SAL修正涡旋齿端面积计算

以EA-SAL修正涡旋齿为对象研究其几何特性,定义了涡旋齿端面积,用解析法推出了修正部分和未修正部分齿端面积的计算公式,并进行了几何参数及齿端面积的实例计算.结果表明,基圆半径、渐开线起始角、起始修正角、修正圆弧半径及涡旋齿终止展角可作为涡旋齿的基本几何参数,修正后的齿端面积明显增大,使涡旋齿中心部分强度提高.     

涡旋压缩机渐开线型线始端多对圆弧修正

为了提高涡旋压缩机的综合性能,提出了涡旋齿始端多对圆弧修正,这是一种能生成完全啮合型线的圆弧类修正方法.通过对2对圆弧修正的讨论,得出了任意n对圆弧修正涡旋齿的生成方法、始端几何参数间的通用关系式和修正圆弧方程.与传统的单对圆弧修正相比,多对圆弧修正同时可有效地提高压缩机的压缩比和涡旋齿始端强度.研究结果可直接应用于型线修正设计,所提出的圆弧作为涡旋型线的条件丰富了涡旋齿啮合的几何理论.     

涡旋式压缩机涡旋齿线型修正的新方法

本文分析了在切削加工过程中刀具对涡旋式压缩机渐开线型涡旋齿的干涉现象及其对排气角和压缩机容积比的影响。提出了一种对渐开线线型修正的新方法。经过修正的一对涡旋齿,排气角可达2π,实现零余隙压缩,可以较大幅度地提高压缩比和容积效率。按照这种方法,通过电子计算机求解,得到了十分精确的加工要素,并在产品试制中采用。样机试验结果表明,修正后的涡旋齿啮合情况良好。     

涡旋齿端不等β角圆弧类型线修正研究

对不等β角圆弧类涡旋齿端的修正方法进行了深入研究,总结并阐述了这类修正方法的齿端生成理论及其工作特点,详细给出了齿端几何参数的设计与计算方法．在分析啮合过程一般规律的基础上,采用控制容积法导出压缩腔的工作容积及切向、径向气体力作用面积在整个工作过程中随动盘转角变化的精确解析计算式,这些计算式均适用于所有不等β角圆弧类型线的修正     

涡旋压缩机排气过程的三维数值模拟计算

根据涡旋压缩机实际排气过程的特点,通过对物理模型的合理简化,建立了描述排气过程的准静态三维湍流流动数值模拟计算模型,对排气一周内不同动盘转角时刻中心腔内的流动分布及通过排气孔的流动进行了详细的数值分析.数值计算结果表明,涡旋压缩机工作腔内存在大量环流,沿着轴向在靠近排气孔0～10mm(型线高度为52mm)的范围内轴向速度很大,比同一截面内径向速度大一个数量级.从无量纲压力损失系数分布图得出,排气流动阻力损失主要集中在排气孔开启阶段,排气孔的开启特性对流动损失影响最为明显.在开设排气孔时应着重考虑孔的开启特性,纠正了目前开设排气孔面积越大越好的观点,为排气孔口的合理开设提供了理论依据.     

涡旋压缩机涡旋齿的渐开线圆弧修正

在涡旋压缩机涡旋齿型线修正的图解法的基础上,建立了一种新的渐开线圆弧修正的解析法,并得出了型线修正的设计公式和修正型线的方程.解析法的计算结果可以精确到15位以上,提高了型线修正的设计精度.     

圆弧类修正齿型涡旋机械气体力研究

分析了采用圆弧和线段修正齿端的涡旋机械型线啮合规律,发现只有修正曲线参与啮合的转角阶段的气体力才有别于不修正齿型;总结出了其在任意动盘转角位置的切向和径向气体力的简化和精确解析计算方法,该方法适用于所有采用圆弧和线段修正的涡旋齿型.实例验证表明,简化计算方法所带来的偏差切向力不超过5%,径向力不超过15%.齿端修正后切向和径向气体力波动幅度约增大1倍,不足压缩工况下径向气体力的最大值已接近切向气体力的最小值.     

修正后的渐开线型涡旋齿的共轭分析

应用一般的数学方法和共轭理论，对作者所建立的渐开线型涡旋齿型线修正方法进行了分析和证明．经过这种分析和证明，说明了这种方法的理论可靠性，同时介绍了一对涡旋齿在啮合中必然符合共轭关系的几种情况．用这种关系既可证明一对现有的涡旋齿面能否正确啮合，也可利用这种关系设计出新的线型．     

涡旋齿数对多齿涡旋压缩机性能的影响

建立适用于任意齿数的多齿涡旋盘通用几何模型,得到压缩机吸气量、压缩比及相对滑动速度等性能参数随涡旋齿数的变化规律,讨论齿厚、齿高和节距等涡旋盘结构参数的制约条件和齿数对涡盘性能的影响,并对圆渐开线与正多边形渐开线作为多涡旋齿齿壁型线的区别进行分析对比.结果表明:与单涡旋齿涡旋压缩机相比,当基圆?膊 半径不变时,多涡旋齿相对滑动速度明显减小;当节距不变时,多涡旋齿吸气量明显增加;多齿涡旋压缩机可同时提高排气量、减小压缩机外形尺寸和摩擦损失,更适用于较大吸气量的应用场合.     

涡圈高度和节距对涡旋压缩机排气孔面积的影响

研究了排气孔面积对涡旋压缩机性能和效率的影响，详细推导了排气孔理论开设区域的边界曲线方程．发现了涡圈高度和节距等参数对排气孔面积影响的规律性，并且对圆弧形和腰形2种排气孔作了对比分析．结果表明，随着涡圈高度或节距的增大，排气孔面积减小，而且节距的影响更为剧烈；对于不同的基本参数，圆弧形排气孔的面积曲线始终优于腰形排气孔的面积曲线，且节距和高度越小，改善作用越明显．这在涡旋压缩机设计时为涡圈高度和节距的选取提供了理论依据．     

涡旋机械的涡旋体始端型线研究

涡旋机械中涡旋体的始端型线不但影响排气角和压缩过程,而且与涡旋机械的整机性能及涡旋体始端的强度有密切联系．着重分析了圆弧型型线修正问题,包括对称圆弧修正、不对称圆弧修正、对称圆弧加直线修正和不对称圆弧加直线修正,研究了不同修正条件下的排气角．     

双涡圈涡旋机械修正齿型的基元面积计算

对双涡圈涡流机械的一种修正齿型进行了细致的分析和研究，得到了具有这种齿型的双涡圈涡旋机械的工作特点及齿型动态啮合特性和啮合 ,详细总结出了具有这种齿型的双涡圈涡旋机械在吸气开始到排气结束的一个完整工作过程，任意转角时刻工作腔容积完全解析的精确计算方法，通过实例计算和验证，结果证明了计算公式的正确性和通用性。     

采用对称圆渐近开线加直线修正涡圈始端型线的研究

为了提高涡旋机械的整体性能,采用对称圆渐开线加直线的方法对涡圈始端型线进行了修正,建立了对称圆渐开线加直线修正的几何理论,推导了啮合阶段的排气腔容积的计算公式,研究结果表明：涡圈始端采用对称圆渐开线加直线修正时,动、静盘涡圈仍能保证正确地啮合;涡圈始端对称圆弧修正是对称圆弧加直线修正的特例,而对称圆弧加直线修正又是对称圆渐开线加直线修正的特例。     

等β角对称圆弧型线的涡旋压缩机几何模型

针对基于等β角对称圆弧型线的涡旋压缩机建立了通用的几何模型，推导出了修正部分的工作腔容积、吸气孔口面积、泄漏线长度和工作腔换热面积随转角变化的计算公式，并假定修正部分的泄漏线为渐开线，起始展开角为涡旋线的起始展开角．通过解析几何的方法求取排气孔口和轴向力作用面积的各个顶点坐标，并沿其边界积分，从而精确地计算出它们的面积．所建立的通用几何模型可直接用于涡旋压缩机热力和动力模型的计算，为优化设计奠定了基础，运用通用几何模型对一台样机进行热力和动力计算，得到了合理的计算结果．     

涡旋压缩机双圆弧修正的解析法设计及误差分析

用传统的图解法设计涡旋齿的双圆弧修正时存在较大的设计误差,提出了解析法设计,得出了修正齿形参数间的通用关系式和修正圆弧方程,推导了修正涡旋齿的轴向投影面积和任意曲轴转角下的各压缩腔及中心腔容积的精确计算公式。对图解法设计进行了误差分析,结果表明：在由图解法设计的修正涡旋齿中,其圆弧段的啮合间隙误差已接近0．01mm,难以满足涡旋齿啮合的高精度要求,应采用解析法进行型线修正设计。