2011年第2期（总226期）
文章编号：1006-2971(2011)02-0005-05
压缔机技术 Compressor
渐开线－高次曲线组合型线涡旋压缩机的设计及有限元分析
鄂再新，杜文武，刘涛，邵兵（兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050）
摘要：介绍了使用渐开线一高次曲线组合型线来减少涡旋图数的方法及特点，建立了该型线的几何理论和相关参数计算方程，并对动涡盘进行了有限元分析，计算实例结果显示渐开线和高次曲线组合型线能够减少涡旋图数以及型线的长度，且涡旋盘受力变形和应力明显小于单一渐开线型线，研究的结果对
于组合型线的设计和大排气量涡旋机的研究有一定的借签作用。关键调：涡旋压缩机；组合型线；高次曲线；有限元分析
中图分类号：TH455
文献标志码：A
Designof Involute-higherCurve CombinedProfilefor
Scroll Compressor and Finite Element Analysis
WU Zai-Xin,DU Wen-wu,LIU Tao,SHAO Bing
(Mechanical & Electrical Engineering College,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050, China) Abstract: In this paper,the method of using combined profile composed of involute-higher curve to reduce the number of scroll compressor ring and its features are introduced. The geometry theory and relative parameters calculation equation of this type profile are established. And the finite element analysis is carried out for the moving vortex plate, The calculation results show that this combined profile can reduce the number of scroll com-pressor ring and the length of profile, And the deformation and the stress of this combined profile compressor are obviously smaller than the single involute profile compressor. The investigation results can be used for reference in designing this combined profile and large air displacement of scroll compressor.
Key words:scroll compressor;combined profile;high-order curve;finite element analysis
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引言
涡旋压缩机以其机构简单、重量轻、噪声低、体
积小、振动小、效率高等特点正在被广泛使用，特别是在能源危机以后，应用领域被进一步拓宽，所需的压缩比进一步提高。通过增加圈数来增加压缩比，不仅加工成本上升，使泄漏长度增加，而且会导致压缩机内部传热性能恶化1]。使用渐开线和圆弧组合型线可以减少整数的涡旋圈数[2]。
本文使用新开线和高次曲线组合型线来减少涡旋圈数，使型线的加工长度明显减少，并且可以按照收稿日期：20101123
基金项目：甘肃省自然科学基金项目（1014RJEA025）：
国家自然科学基金项目（50965011）
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所需型线的展角度数来减少涡旋圈数，最后使用 Workbench有限元分析平台，模拟出动涡盘在排气角时刻的受力变形等，并与单一基圆渐开线型线的动涡盘进行比较。
渐开线一高次曲线组合型线的建立 2
2.1母线方程及建立
根据涡旋压缩机的工作原理，涡旋齿面必须满足微分几何中平面曲线啮合的微分方程(3]，如图1 所示：
图1中,R，是啮合点处的法向矢量，R是与R 垂直的分失量，中是R，的失量角，且R，，R，，中满足
关系式(1)。 aR.=R
d
(1)