螺杆压缩机转子型线设计方法(好色不雅).pdf

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1、2012年第2期(总232期)·1·殧檾檾檾檾檾檾殧檾檾设计研究檾文章编号:1006-2971(2012)02-0001-07檾殧檾檾檾檾檾檾殧螺杆压缩机转子型线设计方法徐健，余宾宴，余小玲，冯全科(西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安710049)摘要:采用齿廓法线法，逐步演示螺杆压缩机转子型线的设计过程，并对复盛型线进行详细推导，验证了齿廓法线法在螺杆转子型线设计中的可靠便捷，从而得到了优于以往解析包络法的型线设计方法。关键词:螺杆转子;型线设计;齿廓法线法中图分类号:TH455文献标志码:AStudyonR

2、otorProfileDesignofScrewCompressorsXUJian，YUBin-yan，YUXiao-ling，FENGQuan-ke(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi＇anJiaotongUniversity，Xi＇an710049，China)Abstract:Inthispaper，thetoothprofilenormallinemethodisusedtodemonstratethedesignprocessofrotorprofileofscrewc

3、ompressorsstep-by-stepandtoderivetheFushengProfileindetail．Itprovesthereliableandconvenientoftoothprofilenormallinemethodinthedesignofscrewrotorprofile．Thentheprofiledesignmethodsuperiortothetraditionalenvelopeanalysismethodisobtained．Keywords:screwrotor;profil

4、edesign;toothprofilenormallinemethod子的坐标系内，然后再通过对得到的曲线簇方程连1引言续进行偏微分计算而得到。通常解析几何法需定义螺杆压缩机由于结构简单、维护方便及可靠性繁复的坐标系及冗长的坐标转换关系式，计算过程高等优点，被广泛应用于气动、制冷空调及石化等工虽清晰却繁冗复杂，不适于采用现代计算软件中矩业领域，是目前市场上主要的压缩机种之一。一对阵模块进行运算。相互啮合的转子是螺杆压缩机的核心部件，转子副螺杆转子属于齿轮的一种，其特点为型线组成的型线决定了压缩机的性能。转子型线的不

5、断更新段的数量较多，故齿轮原理中的理论和研究方法均改进，结合转子加工能力的进步，是螺杆压缩机性能可应用于转子型线的推导和研究中。本文引入齿轮大幅提高和市场份额迅速扩大的根本原因。因此，原理中的齿廓法线法，结合坐标变换的矩阵表示，详螺杆转子的型线设计一直是国内外研究的热点和重细介绍螺杆转子型线的推导过程和方法;并以复盛点，各种特征的新型线也被接踵推出。型线为例，列举确定各型线段的主要处理过程和手转子型线设计是压缩机运行性能和转子加工性段，演示转子型线的现代设计方法。能等诸问题的研究基础，目前广泛采用解析包络法［1－4］

6、2转子型线设计理论基础来推导型线的啮合方程，其来源均都可追溯到前苏联Sakun所著的文献［5］。解析包络法的原理2.1Willis法则为微分几何中提出的相互啮合的2个齿面在接触点螺杆压缩机的螺杆转子是由端面的平面齿形经处成切触关系，运动学上的物理意义就是切点处的过螺旋扫描而成，故三维齿面实际上是二维半，即可相对运动速度一定要在公切线方向，即与公法线垂以将二维的端面齿形结合其绕轴回转运动来研究三直。采用解析包络法求解型线方程的啮合条件时，维空间上的齿形及其啮合问题。这个特征使得齿形需先将一个转子上的已知型线坐标转换到另

7、一个转研究大为简化，在型线推导过程中，可以完全引入传收稿日期:2012－02－29统齿轮原理所基于的二维平面。·2·压缩机技术2012年第2期齿廓啮合的基本原理，即Wills定理，可以完整［6］表述如下:共轭齿廓在传动的任意瞬时，他们在接触点的公法线必然通过该瞬时的瞬心点P。P点在联心线上，而O2Pω1==i12(1)O1Pω2在欧美学术界普遍引用的齿轮几何学体系中，［7］齿廓啮合的基本原理基于Lewis定理，表述如下:共轭齿形必须是这样的，它们在切触点处的公法线与回转中心O1O2相交，并且将该线分为两段O1I和图2

8、螺杆转子坐标系O2I，并满足方程(1)，式中ω1、ω2分别表示两共轭图2是螺杆转子设计计算中所采用的坐标系，齿的角速度。显然，Willis定理和Lewis定理是一致其中Ofxfyf表示固接于固定坐标系的机架坐标系，的，也是齿廓法线法的理论依据，其来源均来自19O1x1y1表示固接于阳转子的坐标系，O2x2y2表示固［8］世纪中叶剑桥大学的Rob