CN112115559A - 一种漩涡型线建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漩涡型线建模方法，包括以下步骤：1)绘制一半径r为p的基圆，p值可根据需要设定；2)绘制规律曲线，生成圆渐开线；3)设定所述圆渐开线发生角的角度为b,将所述圆渐开线绕所述基圆的圆心分别顺时针和逆时针旋转角度b，得到涡旋型线的外侧型线和内侧型线，最后修正即可。本发明用来建立涡旋型线模型，方便快捷，对于涡旋压缩机涡旋型线的理论分析及性能验证有着非常大的作用，以此生成三维模型，用于生产加工压缩机的动静漩涡盘具有耐用性好、加工方便的优点。

Description

一种漩涡型线建模方法
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种漩涡型线建模方法。
背景技术
涡旋型线是决定涡旋压缩机的性能优劣的关键因素，涡旋型线的设计及其实现的方式就显得至关重要。在加工传统涡旋型线时，齿端壁厚减小，影响了此处受力强度，而且刀具干涉不连续，容易使机床受损。而其他的涡旋型线的动、静盘大多止于理论经验，实际生产难度大。
因此本领域技术人员致力于开发一种漩涡型线建模方法，通过此方法建立的动涡旋盘或静涡旋盘的涡旋型线模型具有生产简便、受力性好的优点。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种漩涡型线建模方法，通过此方法建立的动涡旋盘或静涡旋盘的涡旋型线模型具有生产简便、受力性好的优点。
为实现上述目的，本发明提供了一种漩涡型线建模方法，包括以下步骤：
1)绘制一半径r为p的基圆，p值可根据需要设定；
2)绘制规律曲线，其中，x轴和y轴的规律曲线按下列方程设定，z轴规律选择恒定，值为0；坐标系指定所述基圆的中心为圆心，生成圆渐开线；
Figure BDA0002653978520000021
其中，t为设定的一自动增值变量，由0至1逐渐累加；
设定模型展开角度m，
m＝360*q*t；
其中，q为模型的预设展开圈数，每圈360度，根据需要设定；
3)设定所述圆渐开线发生角的角度为b,将所述圆渐开线绕所述基圆的圆心分别顺时针和逆时针旋转角度b，得到涡旋型线的外侧型线和内侧型线。
较佳的，还包括以下步骤：
4)设定一修正角的角度为a，过所述基圆的圆心作第一直线，使第一直线与x轴的夹角角度为a，且所述第一直线与基圆相交于A点和B点；
5)过A点作所述基圆的切钱，与所述外侧型线相交于C点，过B点作所述基圆的切钱与所述内侧型线相交于D点；连接C点和D点，得第一线段；
6)在所述线段上取一点为E点,连接所述基圆的圆心O点和E点，得第二线段，使所述第二线段的长度为回转半径的长度；
其中，回转半径为压缩机的动涡旋盘基圆圆心和静涡旋盘基圆圆心之间的距离：
7)连接A点和C点得第三线段，连接B点和D点得第四线段，延长所述第二线段，分别与所述第三线段交于F点，与所述第四线段交于G点；
8)以F点为圆心，以C点到F点的距离为半径画圆，得第一圆；以G点为圆心，以D点到G点的距离为半径画圆，得第二圆；第一圆中E点到C圆弧和第二圆中E点到D点的圆弧即为修正后的涡旋型线线端。
本发明的有益效果是：本发明用来建立涡旋型线模型，方便快捷，对于涡旋压缩机涡旋型线的理论分析及性能验证有着非常大的作用，以此生成的三维模型，用于生产加工压缩机的动静漩涡盘具有耐用性好、加工方便的优点。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式绘制的基线示意图。
图2是本发明一具体实施方式绘制内侧型线及外侧型线示意图
图3是本发明一具体实施方式修正后的漩涡型线模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实施例中，选用三维软件UG进行建模。
一种漩涡型线建模方法，包括以下步骤：
1)如图1所示，绘制一半径r为p的基圆1，p值可根据需要设定，本实施例中取值2.5。
2)如图2所示，绘制规律曲线，其中，x轴和y轴的规律曲线按下列方程设定，z轴规律选择恒定，值为0；坐标系指定基圆1的中心为圆心，生成圆渐开线2。
Figure BDA0002653978520000041
其中，t为设定的一自动增值变量，由0至1逐渐累加；
设定模型展开角度m，其中，q为模型的预设展开圈数，每圈360度，本实施例中q值设定为3。
3)设定圆渐开线2发生角的角度为b，b值根据需要计算而得。将圆渐开线2绕基圆1的圆心分别顺时针和逆时针旋转角度b，得到涡旋型线的外侧型线3和内侧型线4。
涡旋压缩机在工作过程中会将压缩后的高温高压气体从涡旋型线齿端的排气孔排出压缩腔，因此涡旋型线齿端必须要圆滑过渡能够承受相应的强度而且加工时刀具不会干涉。所以在建模过程中，按下列步骤对涡旋型线的齿端进行修正。
4)如图3所示，设定一修正角的角度为a，a值根据需要计算而得。过基圆1的圆心作第一直线AB，使第一直线AB与x轴的夹角角度为a，且第一直线AB与基圆1相交于A点和B点。
5)过A点作基圆1的切钱，与外侧型线3相交于C点，过B点作基圆1的切钱与内侧型线4相交于D点；连接C点和D点，得第一线段CD。
6)在线段CD上取一点为E点,连接基圆1的圆心O点和E点，得第二线段OE，使第二线段OE的长度为回转半径的长度。
其中，回转半径为压缩机的动涡旋盘基圆圆心和静涡旋盘基圆圆心之间的距离。
7)连接A点和C点得第三线段AC，连接B点和D点得第四线段BD，延长第二线段OE，分别与第三线段AC交于F点，与第四线段BD交于G点；
8)以F点为圆心，以C点到F点的距离为半径画圆，得第一圆，以G点为圆心，以D点到G点的距离为半径画圆，得第二圆；第一圆中E点到C圆弧和第二圆中E点到D点的圆弧即为修正后的涡旋型线线端。
后续按照线端依常规方式生成三维模型即可。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种漩涡型线建模方法，其特征是，包括以下步骤：
1)绘制一半径r为p的基圆(1)，p值可根据需要设定；
2)绘制规律曲线，其中，x轴和y轴的规律曲线按下列方程设定，z轴规律选择恒定，值为0；坐标系指定所述基圆(1)的中心为圆心，生成圆渐开线(2)；
Figure FDA0002653978510000011
其中，t为设定的一自动增值变量，由0至1逐渐累加；
设定模型展开角度m，
m＝360*q*t；
其中，q为模型的预设展开圈数，每圈360度，根据需要设定；
3)设定所述圆渐开线(2)发生角的角度为b,将所述圆渐开线(2)绕所述基圆(1)的圆心分别顺时针和逆时针旋转角度b，得到涡旋型线的外侧型线(3)和内侧型线(4)。
2.如权利要求1所述的漩涡型线建模方法，其特征是，还包括以下步骤：
4)设定一修正角的角度为a，过所述基圆(1)的圆心作第一直线(AB)，使第一直线(AB)与x轴的夹角角度为a，且所述第一直线(AB)与基圆(1)相交于A点和B点；
5)过A点作所述基圆(1)的切钱，与所述外侧型线(3)相交于C点，过B点作所述基圆(1)的切钱与所述内侧型线(4)相交于D点；连接C点和D点，得第一线段(CD)；
6)在所述线段(CD)上取一点为E点,连接所述基圆(1)的圆心O点和E点，得第二线段(OE)，使所述第二线段(OE)的长度为回转半径的长度；
其中，回转半径为压缩机的动涡旋盘基圆圆心和静涡旋盘基圆圆心之间的距离：
7)连接A点和C点得第三线段(AC)，连接B点和D点得第四线段(BD)，延长所述第二线段(OE)，分别与所述第三线段(AC)交于F点，与所述第四线段(BD)交于G点；
8)以F点为圆心，以C点到F点的距离为半径画圆，得第一圆；以G点为圆心，以D点到G点的距离为半径画圆，得第二圆；第一圆中E点到C圆弧和第二圆中E点到D点的圆弧即为修正后的涡旋型线线端。
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