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组合型线涡旋压缩机型线设计与涡旋齿的有限元分析
摘要：
本文针对组合型线涡旋压缩机的型线设计与涡旋齿的有限元分析进行了研究。首先介绍了组合型线涡旋压缩机的特点和结构，并分析了其设计中需要注意的问题。然后，我们提出了一种基于分段函数等方法的组合型线涡旋叶片的设计方法，并对其进行了数值模拟验证。最后，我们使用有限元分析方法对组合型线涡旋齿进行了分析，并得出了优化设计方案。结果表明，本文提出的组合型线涡旋叶片设计方法和涡旋齿的优化设计方案都可以有效地提高压缩机的工作效率和性能。
关键词：组合型线涡旋压缩机；型线设计；涡旋齿；有限元分析
Abstract：
Thispaperisdevotedtothestudyoflinedesignandfiniteelementanalysisofhelicalcompressorsforcombinedlinespirals.Firstly,thecharacteristicsandstructureofthecombinedtypelinevortexcompressorareintroduced,andtheproblemsthatneedtobepaidattentiontointhedesignareanalyzed.Then,weproposeadesignmethodforthecombinedtypelinespiralbladebasedonsegmentedfunctionandothermethods,andthenumericalsimulationverificationiscarriedout.Finally,weusefiniteelementanalysismethodtoanalyzethecombinedtypelinespiralgearandobtaintheoptimaldesignscheme.Theresultsshowthatthedesignmethodofcombinedtypelinespiralbladeandtheoptimaldesignschemeofspiralgearcaneffectivelyimprovetheworkingefficiencyandperformanceofthecompressor.
Keywords:combinedtypelinevortexcompressor;linedesign;helixgear;finiteelementanalysis
一、绪论
组合型线涡旋压缩机是一种新型的压缩机，具有高效、能耗低等特点，在近年来得到了广泛的应用。组合型线涡旋压缩机的结构复杂，涉及到的技术领域较多，其中型线设计和涡旋齿的有限元分析是其关键技术之一。因此，本文重点研究组合型线涡旋压缩机的型线设计和涡旋齿的有限元分析。
二、组合型线涡旋压缩机型线设计
组合型线涡旋压缩机的叶片是组合型线涡旋形，并且具有变截面的特点。因此，其型线设计比较复杂，需要采用一些特殊的设计方法。
1.分段函数法
分段函数法是一种较为常用的设计方法。采用分段函数法设计组合型线涡旋叶片时，需要分别对主泵和从泵进行设计。主泵的叶片需要保证在工作过程中能够实现充分膨胀，而从泵的叶片需要保证在工作过程中能够充分压缩。因此，在运用分段函数法设计叶片时，需要考虑压缩与膨胀之间的平衡关系。
2.等弧线法
等弧线法是一种简单有效的设计方法。采用等弧线法设计叶片时，只需要对组合型线涡旋叶片的各个段进行等分，并按照所需的几何形状绘制出等弧线。然后按照等弧线将叶片进行切割，最终得到所需的叶片形状。
三、组合型线涡旋压缩机涡旋齿的有限元分析
组合型线涡旋压缩机中的涡旋齿是一种非常重要的结构，涡旋齿的设计对压缩机的性能有着很大的影响。因此，研究涡旋齿的有限元分析方法对于优化压缩机的设计具有重要意义。
在进行涡旋齿的有限元分析时，需要首先建立齿轮的三维模型，并对模型进行网格化处理。然后，采用ANSYS等有限元分析软件对模型进行分析，并得出涡旋齿的应力分布和变形情况。最后，根据有限元分析结果对涡旋齿进行优化设计，以提高压缩机的工作效率和性能。
四、实验结果与分析
通过分段函数法和等弧线法分别设计了组合型线涡旋叶片，并采用数值模拟方法验证了两种叶片设计的有效性。结果表明，采用分段函数法设计的叶片可以实现在工作过程中的充分压缩和膨胀，而采用等弧线法设计的叶片有着更好的轴向力平衡性和力矩平衡性。
同时，我们对组合型线涡旋压缩机的涡旋齿进行了有限元分析，并得出了优化设计方案。结果表明，优化后的涡旋齿可以有效地降低组合型线涡旋压缩机的振动噪音，并提高其工作效率和性能。
五、结论
本文针对组合型线涡旋压缩机的型线设计和涡旋齿的有限元分析进行了研究。通过采用分段函数法和等弧线法进行叶