双圆弧齿轮转子系统的动态特性分析

以双圆弧齿轮转子系统为研究对象,结合其啮合过程的变形特点,导出了其动能和势能的计算公式,根据拉格朗日方程建立了齿轮啮合的动力学模型。并根据其多点和多齿的啮合特点,采用分段式的方法计算其啮合刚度,将其与动力学模型相结合,采用数值分析的方法求解了系统响应和啮合力随激振频率的变化曲线。研究表明:采用分段式计算啮合刚度的方法来分析双圆弧齿轮是可行的,为双圆弧齿轮转子系统的动力学分析提供了理论基础。

爪式真空泵爪式转子型线的构建理论研究

研究了爪式真空泵曲爪型爪式转子型线的构建过程;得出半径比和爪顶圆弧角是影响转子几何结构的重要参数,进而分析了这两个参数的变化对爪式转子几何结构和爪式真空泵工作性能的影响。针对现有爪式转子型线的缺点,提出一种新型圆弧爪式转子型线;并将新型圆弧爪式转子与现有曲爪型爪式转子在气体流动和受力变形方面进行比较,研究结果表明新型圆弧爪式转子有效地提高了爪式转子的工作性能,改善其应力分布且减小其最大变形。

圆弧包络线在罗茨转子型线设计中的应用

罗茨转子是罗茨鼓风机、罗茨压缩机、罗茨流量计和罗茨真空泵等设备中最关键的核心部件。罗茨转子的设计成功与否,对这些设备的性能至关重要。本文使用计算机动画编程的方法,对圆弧包络线的生成和性质进行了研究,并将其应用于罗茨转子型线的设计中。文中还引入了形状系数c和峰顶系数c1,详细给出不同类型的圆弧型线的罗茨真空泵容积利用系数随形状系数c和峰顶系数c1的变化情况。文末给出了一个转子加工的实例。

罗茨机械增压器渐开线型转子型线的改进研究

针对传统渐开线罗茨转子存在参数干涉和啮合不平稳的问题,采用圆弧和圆弧包络线代替销齿圆弧,对传统渐开线转子型线进行改进设计,提出新型圆弧包络线-渐开线罗茨转子型线。以微分几何和啮合原理为基础,推导了改进转子组成型线的参数方程,构建出三叶和四叶改进转子型线。面积利用系数和啮合特性对比分析表明:改进后的转子型线,在相同结构尺寸下面积利用系数增大、啮合重合度明显提高,以四叶转子为例,面积利用系数增大12.3%、啮合重合度提高30.7%;改进后的转子由齿顶圆弧与齿根圆弧包络线连续的点啮合逐步过渡到渐开线部分啮合,啮合平稳性好。为新型转子的数字化设计及运动分析提供理论依据,同时为罗茨机械增压器的低噪声设计提供参考。

泵用圆弧转子造型与尺寸的参数化与最优化研究

为实现泵用圆弧转子的造型参数化与尺寸最优化,由共轭关系构建峰圆弧与谷圆弧两类情况下的全参数型线方程与三维模型。其次,以节圆半径和形状系数为设计变量,圆弧转子副所占方体的空间体积为目标函数,形状系数上限值、中心距取整和宽径比为约束函数,构建优化模型和实例分析。结果表明,峰圆弧与谷圆弧转子的两类型线,经三维模型验证,均能实现零件与装配件的全参数化;容积利用系数的拟合精度高,3阶的多项式拟合足能满足设计要求;实例参数下103 mm节圆半径和1. 394 4形状系数的优化结果,说明转子尺寸存在优选的必要性。为泵用其它型线的转子提供了一种全参数的优化设计方法。

具有密封凸顶和外偏心主圆弧的转子型线研究

为提高罗茨泵的容积利用率和容积效率,提出一种具有更高形状系数的密封凸顶和偏心圆弧的转子型线。基于普通的圆弧转子型线,通过偏心设计形成偏心圆弧转子型线,实现形状系数和容积利用率的提高;再由密封用凸顶圆弧的设计,进一步大幅提高形状系数和容积利用率;并就这三种圆弧转子的2叶形状系数和容积利用率,进行实例运算。结果表明,偏心转子的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1.42%和2.24%;2叶凸顶转子凸顶半角1°~8°间的形状系数和容积利用率,较普通转子分别增效1.95%~7.26%和3.58%~11.84%,效果明显;且凸顶结构简单、易加工。为罗茨泵其他型线的增效设计提供了一种创新途径和方法。

爪式真空泵新型圆弧直爪转子型线研究

爪式真空泵现有的直爪转子在爪顶处存在尖点,进而导致爪式转子啮合性能差、密封性能差、力学性能差等缺点;本文通过求解同步异向双回转运动规律下圆弧的共轭啮合型线,提出了一种新型无尖点的圆弧直爪转子型线;得到其生成方法和型线方程,研究了其型线的啮合关系,分析了爪尖圆弧半径对新型圆弧直爪转子性能的影响;并且对其工作过程进行数值模拟和对转子的受力进行计算,验证了新型圆弧直爪转子在工作性能和力学性能方面都优于现有带尖点的直爪转子。