单螺杆压缩机螺旋啮合副啮合特性研究

发布时间：2020-11-01 23:21

　　 单螺杆压缩机是七十年代发展起来的新型压缩机，主要依靠星轮与螺杆的准确啮合来实现其工作过程，目前在国内只有少数厂家生产，但还有不少理论与实际上的问题急需解决。特别是其型线的研究与完善及啮合副加工，一直是人们关注的课题。型线的选择不合理，会使星轮齿面很快磨损，使得间隙很快变大，导致排气量急剧下降，严重影响机器的效率与可靠性。选用合理的型线，可以从根本上解决单螺杆压缩机的可靠性与寿命问题。毫无疑问，随着单螺杆压缩机的发展，对啮合副的型线也就有了更高的要求，从而对螺杆的加工精度也就有了更高的要求。本课题研究的目的正是为了研究和探讨这个问题。 本文对单螺杆压缩机星轮与螺杆的啮合副运动进行了理论分析，提出在五轴机床上利用棒铣刀加工螺杆的方法，首先在现有三轴加工中心的基础上，设计相应的二轴联动数控加工设备，构成五轴设备，并实现了对五轴的控制，制造出单螺杆压缩机的一次包络关键螺旋零件——转子螺杆。以此螺杆生成的一次包络曲面为基础，并根据星轮材料的独有特性，创新提出动态啮合模具(动啮模)的特有加工工艺方法。把螺杆型面和星轮的上下模压板构成的“封闭”型腔作为模具，在啮合运动中依靠星轮材料的半流态塑性变形，二次包络成型出单螺杆压缩机的另一个关键部件——星轮。本文从单螺杆压缩机的星轮与螺杆的啮合着手，分析了单螺杆压缩机的星轮与螺杆的空间啮合过程，运用其啮合原理，建立了相应的数学模型，在所建立的数学模型的基础上，以C++Bulider5.0为软件开发平台，运用C++语言设计出了相应的程序，并结合三维图形系统Pro／E，设计了相应的程序，对所生成的螺杆槽底面上的离散点进行了数值仿真，得到了螺杆槽底面的近似的三维图形，并运用反求方法求出星轮顶面型线。 本文采用数值计算方法并进行三维仿真，通过螺杆和星轮的制造实例，验证了啮合副采用包络理论所得型线的正确性及加工工艺方法的科学性。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TH45
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 概论
    1.1 单螺杆压缩机国内外发展情况介绍
        1.1.1 国外研究现状
        1.1.2 国内研究现状
    1.2 单螺杆压缩机的特点
    1.3 国内单螺杆压缩机螺旋啮合副制造中的关键技术
    1.4 本课题研究主要内容及其意义
2 单螺杆压缩机的啮合副型线、工作原理及啮合特性分析
    2.1 单螺杆压缩机的类型和啮合副型线
        2.1.1 单螺杆压缩机的类型
        2.1.2 单螺杆压缩机的螺旋啮合副型线
    2.2 单螺杆压缩机工作原理与工作过程分析
        2.2.1 单螺杆压缩机工作原理
        2.2.2 单螺杆压缩机工作过程分析
    2.3 单螺杆压缩机啮合原理及相关数学算法研究
        2.3.1 单螺杆压缩机啮合原理基础
        2.3.2 C++Builder5.0的开发与运行环境
        2.3.3 OpenG1简介
        2.3.4 常用数学算法分析
    2.4 螺杆槽底面型线的计算分析
        2.4.1 建立空间坐标系并定义相关参数
        2.4.2 变换方程推导
        2.4.3 螺杆槽底面型线离散点的计算
    2.5 小结
3 应用螺杆一次包络理论计算螺杆槽底面型线
    3.1 螺杆槽加工方法简介
    3.2 螺杆仿真模型设计
    3.3 螺旋啮合副螺杆槽底型线计算
    3.4 小结
4 星轮二次包络型线计算及螺旋啮合副啮合情况分析
    4.1 星轮材料的选择
        4.1.1 聚醚醚酮树脂材料简介
        4.1.2 聚醚醚酮树脂材料的加工工艺性
    4.2 动啮模的介绍
    4.3 星轮加工方法
        4.3.1 星轮二次包络工装方案
        4.3.2 星轮成型辅助工装
    4.4 星轮二次包络介质的选取
    4.5 星轮成型条件研究
    4.6 星轮试件制作
    4.7 星轮齿顶面型线的计算
    4.8 单螺杆压缩机螺旋啮合副啮合情况研究
    4.9 小结
5 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

【引证文献】

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1 吴丰飞;CP型单螺杆压缩机设计制造基础及运动特性分析[D];湘潭大学;2011年

本文编号：2866244