【正文】 1 2 1 1 11 2 1 1 1c o s c o s ( ) c o ss i n s i n ( ) s i n{ ttx R R t Ay R R t A? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 311） 故有 ： 111 s in ( )x Rt???? ??? 12 1 1 11 s i n s i n ( ) s i ntx R R t A? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? 111 c o s ( )y Rt???? ? ? ?? 12 1 1 11 c o s c o s ( ) s i nty R R t A? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? 將上述諸式帶入包絡(luò)條件式（ 214），可得包絡(luò)條件為 ： 2 2 1si n si n( ) 0ttR t R i t?? ? ? 即 ： 1 0?? （ 312） 由此可見， BC 與 HI 僅在 1 0?? 的位置嚙合，而且是整條曲線同時嚙合。另外，將圓弧齒曲線擴大角度，形成保護 角，使擺線 CD 的形成點 I 處于陽轉(zhuǎn)子外圓之內(nèi)，保護了度嚙合性能很敏感的擺線形成點。較大的 齒間面積是泄漏量占得份額相對減少，效率得到提高。 （ 1）滿足嚙合要求。 若嚙合線頂點距陰、陽轉(zhuǎn)子齒頂圓的交點較遠，則說明泄漏三角形面積較大。 （ 1）接觸線 。 螺桿膨脹機技術(shù)特點 螺桿膨脹機的技術(shù)特點主要有以下幾點： ⑴ 它是一種容積式的全流動力設(shè)備，能適應過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相流體和熱水 (包括高鹽分熱水 )工質(zhì)； ⑵ 無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速一般設(shè)計為（ 1500~3000） r/min，相比同功率汽輪機，有較高的內(nèi)效率，一般在 65%以上； ⑶ 在熱源參數(shù)、功率及熱負荷 50%變化范圍內(nèi)，能保持平穩(wěn)工作且較高運行效率； ⑷ 單機功率在（ 50~20xx） Kw； ⑸ 設(shè)備緊湊，占地少，工程施工量??； ⑹ 操作方便，運行維護簡單，而且具有除垢自潔能力，大修周期長； ⑺ 起動不需要盤車、暖機。 在實驗室研究的過程中 ,螺桿膨脹 機應用于地熱的現(xiàn)場實驗也同時展開。螺桿齒形及螺桿參數(shù)可采用 國 標 JB2409 一 85 “螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子和同步齒輪基本參數(shù)及尺寸 ”的規(guī)定 ,也可采用效率高的新齒形 。螺桿嚙合所形成的每對齒間容積里的氣體進行的上述三個過程是周而復始的 ,所以機器便不停地旋轉(zhuǎn)。 螺桿膨脹機的主要組成部分 如 圖 11（ a） ,11（ b） 。他們研究的目的 ,旨在于工業(yè)廢熱回收、地熱發(fā)電以及制取冷量等。廣義的膨脹機包括發(fā)動機 狹義膨脹機是指將溫度不高的但具有一定壓力的氣體的 內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的一種動力機械 ,因此也可叫氣體發(fā)動機。他們研究的目的 ,旨在于工業(yè)廢熱回收、地熱發(fā)電以及制取冷量等。廣義的膨脹機包括發(fā)動機狹義膨脹機是指將溫度不高的但具有一定壓力的氣體的 內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的一種動力機械 ,因此也可叫氣體發(fā)動機。本文講的膨脹機主要是對狹義膨脹機而言。螺桿膨脹機在我國還是一遍未開墾的空白地 。本文講的膨脹機主要是對狹義膨脹機而言。 螺桿膨脹機用途寬廣，可用于低溫制冷天然氣 液化分離化工尾氣 ,煙氣 ,高爐氣余熱回收、地熱發(fā)電井口高壓天然、氣壓力能回收，亦可在小流量下代替燃氣透平 ,作為新型的燃氣發(fā)動機用。 圖 11（ a) 螺桿膨脹機結(jié)構(gòu)圖 圖 11（ b） 螺桿膨脹機結(jié)構(gòu)圖 在節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子叫陽轉(zhuǎn)子 ， 在節(jié)圓 內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子叫陰轉(zhuǎn)子螺桿膨脹機工作過如圖 12所示 。 螺桿膨脹機 特點 就氣體膨脹原理而言 ,螺桿膨脹機與活塞膨脹機一樣 ， 同屬于容積式膨脹機就其工作件運動形式而言 ， 螺桿膨脹機轉(zhuǎn)子與透平膨脹機轉(zhuǎn)子一樣 ， 作高速旋轉(zhuǎn)運動 。 國內(nèi)外研究概況 螺桿膨脹機的研究最早可追溯 1952 年，當時， 已取得了螺桿膨脹機作為動力機的專利。 1971 年至 1973 年 ,美國水熱電力公司將兩臺螺桿空氣壓縮機改為膨脹機 ,并分別在加里福尼亞 Imperial Valley 和墨西哥 Cerro Prieto 進行了現(xiàn)場實驗。噪音低、平穩(wěn)、安全、可靠，全自動無人值守運行； 熱源范圍 螺桿膨脹機的陰、陽齒子嚙合時，兩轉(zhuǎn)子齒面相互接觸而形成的空間曲線稱為 接觸線。 （ 3）封閉容積。螺桿膨脹機的陰、陽轉(zhuǎn)子型線必須是 滿足嚙合定律的共軛線 。 型線方程和嚙合線方程 （ 1）坐標系建立 為了用數(shù)學方程描述螺桿膨脹機的 型線中各段組成齒曲線 ，建立如圖 21所示的四個坐標系： 圖 21 坐標系關(guān)系圖 1）固結(jié)在陽轉(zhuǎn)子的動坐標系 1 1 1oxy 2）固結(jié)在陰轉(zhuǎn)子的動坐標系 2 2 2oxy 3）陽轉(zhuǎn)子靜坐標系 1 11OXY 4)陰轉(zhuǎn)子靜坐標系 2 2 2OXY 由于螺桿膨脹機的陰、陽轉(zhuǎn)子之間是定傳動比嚙合，固有： 12 2 2 11 1 1 2 2ttRnz in R z??? ? ? ? ? （ 21） 1 2 1 1( 1 )i? ? ? ??? ? ? ? 12ttR R A?? 式中， 2? 、 1? 為陰、陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角； 2n 、 1n 為陰、陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； 2? 、 1? 為陰、陽轉(zhuǎn)子的角速度； 2tR 、 1tR 為陰陽轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑； 2z ， 1z 為陰陽鉆子的齒數(shù)； i 為傳動比； A為陰陽轉(zhuǎn)子中心距。修正后，便于轉(zhuǎn)子在加工、安裝、運行及儲運中保護擺線形成點。把式（ 312）帶入式（ 311），得到簡化后 的 HI 方程為 ： 121( ) c o ss in{ tx A R R ty R t? ? ??? （ 313） 銷齒圓弧的共軛曲線仍是一完全的銷齒圓弧，兩曲線僅在 1 0?? 的瞬間嚙合，而且是沿著整個圓弧段同時嚙合。 5） DE 與 JK ① DE 方程 陰轉(zhuǎn)子上的 DE 為一徑向直線，其方程為 ： 2 2 22 2 2cossin{xy ???? （ 335） 參數(shù) 2? 的變化范圍為 ： 2 2 2()ttR e R?? ? ? （ 336） ② JK 方程 將 DE 的方程（ 335）代入坐標變化（ 25），得曲線簇方程為 ： 1 1 2 2 11 1 2 2 1c o s c o s ( )s i n s i n ( ){ x A ky A k? ? ? ?? ? ? ??? ? ??? （ 337） 故有 1212 c o s ( )x k???? ? ? ?? 11 2 2 11 s i n c o s ( )x A k k? ? ? ??? ? ? ? ?? 1 212 sin ( )y k???? ??? 將上述諸式代入包絡(luò)條件式（ 214），得到曲線參數(shù) 2? 與轉(zhuǎn)角參數(shù) 1? 的關(guān)系為 ： 212( a r c c o s ) /k iA????? （ 338） 其參數(shù)變化范圍由式（ 57）確定，式（ 58）表明 JK 的性質(zhì)是一 擺線。我國規(guī)定螺桿直徑系列為（ mm）：（ 63）、（ 80）、（ 100）、 12 160、 200、 250、 31 400、 500、 6（ 800）。 導程和扭轉(zhuǎn)角 我國螺桿系列標準的導程 T、長徑比 、扭轉(zhuǎn)角 列于表 中 。 在陽轉(zhuǎn)子長度上螺齒的扭角H? 為： 20 0 ~ 32 0H? ? ?，本設(shè)計選取 300176。 ⑤ 56段：陽轉(zhuǎn)子螺旋線，已設(shè)計， 56l? =150mm。 ⑤ 56段：與 34段相同 ， 56d? =42mm， 56l? =30mm。轉(zhuǎn)子外殼可根據(jù)轉(zhuǎn)子的 尺寸來設(shè)計，呈橫放的 8 字狀，其內(nèi)徑根據(jù)轉(zhuǎn)子的外徑來設(shè)計，長度與轉(zhuǎn)子的長度相同。機體材料選擇為灰口鑄鐵，牌號為 HT200. 軸承 選擇 在螺桿膨脹機中螺桿的受力如圖 54 所示 ，氣流對螺齒作用力 gaF ，可分解成沿軸向的力 gaaF 和徑向的力 garF ，在密封帶螺桿受到徑向力 drF ， 所以軸承將會受到螺桿軸所產(chǎn) 生的軸向力 和徑向力。 壽命短。螺桿膨脹機作為一種綠色環(huán)保的動力機械， 將本來是作為廢物排出的蒸汽轉(zhuǎn)化成動力的來源，既節(jié)約了能量又使得能量得以循環(huán)利用， 其應用前景是很廣的，而目前關(guān)于這一方面的研究不是很多，如果可以進一步深入研究并行成 一套標準就可以大批量的進行生產(chǎn)應用，具有很大的發(fā)展以及研究潛力。我衷心感謝老師給予的支持與幫助，我想以后再工作中也應該有那種敢于動腦敢于創(chuàng)新的意識，和面對困難不能妥協(xié)的精神。 2 螺桿膨脹動力機的簡介 2 螺桿膨脹機特點 4 國內(nèi)外研究概況 5 螺桿膨脹機技術(shù)特點 23 導程和扭轉(zhuǎn)角 14 轉(zhuǎn)子各段齒曲線方程 8 型線方程和嚙合線方程 6 本課題研究的主要內(nèi)容及方法 1 第一章 緒論 在最初我拿到題目的時候是毫無頭緒，不知從哪里著手，是張老師給我耐心介紹了課題的內(nèi)容并且指導著我一步一步的去完成，而且其間我有很多問題不懂去找張老師，老師都不愿其煩的為我解答，讓我很是感激。與氈 圈 油封相接觸的軸表面如經(jīng)過拋光且毛氈質(zhì)量高時，可用到滑動速度達 7~8m/s之處。 在螺桿膨脹機中，由于軸向力和徑向力都不大，故采用滾動軸承。其形狀如圖 51所示。 ⑦ 78段：與 12段相同 ， 78d? =35mm， 78l? =25mm。 ⑦ 78段： 用作軸承軸向定位 ，與 34 段 78d? =47mm， 78l? =40mm。） 01 300? ? 02 200? ? 轉(zhuǎn)速（ r/min） 1 1873n? 2 2809n ? 倒程（ mm） 1 180h? 2 270h ? 轉(zhuǎn)子螺桿長度 L(mm) L=150 節(jié)圓螺旋角 ? ?? 徑向直線修正長度 e ? 轉(zhuǎn)子的螺旋狀工作段以外的部分，按通常的轉(zhuǎn)軸要求進行設(shè)計。 。 由于排氣量與螺桿直徑的平方成正比，相鄰系列螺桿直徑的排氣量數(shù)值差別較大，特別是在螺桿直徑較大時尤為顯著。 6） EF 與 KL ① EK 方程 陰轉(zhuǎn)子上 EF 曲線為一圓心 2O ，半徑為 2tR 的圓弧，其方程為 : 222cossin{ ttx R txy R t?? （ 340） 參數(shù) t和變化范圍為 : 2122t z???? ? ? （ 341） 2） KL 方程 將 EF 的方程（ 340）代入坐標變換式（ 25），得 : 1 2 1 11 2 1 1c o s ( ) c o ss i n ( ) s i n{ ttx R k t Ay R k t A??? ? ? ?? ? ? ? （