【正文】 4段 =47mm， =40mm。⑧ 89段：為安裝軸承端蓋，悶蓋，=40mm，=25mm。三維圖如42所示：42 陽轉子三維圖2. 陰轉子① 12段：安裝軸承，選用軸承7207C，=35mm，=25mm。② 23段：用作軸承軸向定位，=39mm，=40mm。③ 34段：為密封，=42mm，=30mm。④ 45段：為陰轉子螺旋線，已設計，=150mm。⑤ 56段：與34段相同， =42mm， =30mm。⑥ 67段：與23段相同， =37mm， =40mm。⑦ 78段：與12段相同， =35mm， =25mm。三維圖如43所示43 陰轉子三維圖第五章 膨脹機殼體結構設計 吸、排氣孔口膨脹機吸、排氣孔口的合理形狀和位置，是實現(xiàn)氣體膨脹過程的必備條件，也是實現(xiàn)膨脹機效率的一個重要因素。為此，在設計吸氣孔口是應該滿足以下的要求：① 吸氣孔口應盡量減少對吸氣封閉容積的影響；② 吸氣孔口的位置應能保證齒間容積獲得最大程度的吸氣，以提高機器的容積利用率。③ 氣體在吸氣孔口處及齒間容積內的流動損失要小。即力求孔口面積盡可能的大，氣流通道界面變化平緩。 殼體設計膨脹機殼體設計包括對轉子外殼和前后機座的設計。轉子外殼可根據(jù)轉子的尺寸來設計，呈橫放的8字狀，其內徑根據(jù)轉子的外徑來設計，長度與轉子的長度相同。具體尺寸，減零件圖。其形狀如圖51所示。前后機座的設計根據(jù)所選擇的軸承和軸的尺寸來設計的，其形狀如圖553所示。圖51 轉子機殼圖52 前機座圖53 后機座 機體機體是螺桿膨脹機的主要部件，它由中間部分的汽缸及兩端的端蓋組成。端蓋內有軸封、軸承。只要適當安排轉子的螺旋旋向和機體上的吸排氣孔口，幾乎可以在任何位置安排吸排氣通道，對吸排氣通道的要求是平滑過渡和流速低，可以減少流動損失。吸氣端讓吸入氣體從底部進入，沿徑向進入機體，與吸氣類似，排氣設在機體的頂部，采用徑向排氣。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，可分解成沿軸向的力和徑向的力，在密封帶螺桿受到徑向力，所以軸承將會受到螺桿軸所產(chǎn)生的軸向力和徑向力。根據(jù)公式：為載荷系數(shù)，X,Y分別為徑向和軸向動載荷系數(shù)，，分別為軸承所受到的徑向和軸向載荷，可算出軸承所承受的當量載荷。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。選擇角接觸球軸承，根據(jù)轉子螺桿在安裝軸承處設計的尺寸，對于陽轉子選用軸承型號為7208C，陰轉子選用軸承型號為7207C,既能承受軸向載荷，也能承受徑向載荷。軸承采用脂潤滑。圖54 螺桿受力圖 軸承密封系統(tǒng)的確定由于螺桿膨脹動力機的密封性要求較高，采用圖55所示結構，密封效果是靠矩形氈圈安裝于梯形槽中所產(chǎn)生的徑向壓力來實現(xiàn)的。圖556b）可補償磨損后所產(chǎn)生的徑向間隙，且便于更換氈圈。這種密封方式特點是結構簡單、廉價，但磨損較快。壽命短。這種密封結構簡單，但摩擦較大，只用于滑動速度小于 4～5m／s的地方。與氈圈油封相接觸的軸表面如經(jīng)過拋光且毛氈質量高時，可用到滑動速度達7~8m/s之處。為了防止膨脹腔的氣體通過轉子軸向外泄漏，必須在排氣段的轉子工作段與軸承之間加一個軸封。軸封可選擇如圖55b）所示的機械密封。圖55 氈圈油封結論本設計中關于螺桿膨脹機的研究只是根據(jù)理論知識來進行的，由于知識面的有限，還存在不少問題。我國關于螺桿膨脹機的設計標準還不完善，本課題中是利用國家現(xiàn)有的關于螺桿壓縮機的標準GBT 194102008和JB/T24091999來進行膨脹機的設計，利用了螺桿壓縮的單邊不對稱銷齒圓弧齒型。螺桿膨脹機目前在國內的應用還不是很多，最具代表性的是廈門普科技有限公司的通過螺桿膨脹機利用工廠余熱蒸汽進行發(fā)電。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。致謝通過這段時間的辛苦和努力，現(xiàn)在我的畢業(yè)設計已經(jīng)基本完成，這離不開那些在我做畢業(yè)設計過程中給予我?guī)椭耐瑢W和老師，其中最感謝我的指導老師張發(fā)軍老師。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。這次畢業(yè)設計可以說讓我收獲頗豐，因為要用到三維軟件和二維軟件我選擇了我們學習過得Pro/E和CAD軟件，在作圖過程中我將以前學習過得只是都又溫習了一遍。這次算是我第一次比較獨立的去完成與專業(yè)相關的設計任務，由于涉及到的一些只是沒有學過，所以閱覽了很多書籍，對自己的知識庫有了一定的充實，而且學會了如何有效的去找資料。在做設計的過程中，我遇到了很多問題，有幾次我都想放棄了，但是我還是咬牙過來了。作為畢業(yè)之前的一項學習任務，雖然我做的不夠好，但是我已經(jīng)盡力了。以前習慣了去仿照模板，而這一次我學會了如何去思考問題，還有要敢于去接受新的東西。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。參考文獻[1][J]，天津城市建設學院學報,1995, 02. [2] 魏文榮，楊明友. 螺桿膨脹機在低溫余熱發(fā)電中的應用[J]，水泥,1995，09 . [3] 陳建和,葛洪. 汽液全流螺桿膨脹機發(fā)電新技術應用[J]，節(jié)能, 2000，06 . [4] 王維. 汽液兩相螺桿膨脹機的定熵膨脹功率特性[J]，熱能動力工程, 1995，06 . [5] 李漢炎，李學鋒，毛潤治，胡亮光. 小型太陽能熱動力用螺桿膨脹機[J]，太陽能學報,1994，04. [6] [J]，天津城市建設學院學報, 1995，01. [7] 胡亮光,龐風彪,王之安,范文伯,呂燦仁. 中低溫能源全流發(fā)電螺桿膨脹機的性能及實驗研究[J]，工程熱物理學報，1989，04.[8]汽液全流螺桿膨脹機[J]. 中國高?？萍寂c產(chǎn)業(yè)化, 1995，10.[9] 孫富德. 螺桿膨脹機在火力發(fā)電廠中的應用[J]，山東煤炭科技, 2002，03 . [10] 劉杰,徐文軒,趙巖. 螺桿膨脹機在制冷循環(huán)中應用的探討[J]，低溫與特氣，1988，02.[11]曹鋒，邢子文，[J]，應用力學學報,2003，03.[12]，北京，機械工業(yè)出社,2001，10：140165.[13]劉小平，輕工機械，2005,01:2024.[14]吳根華，邢子文，機電產(chǎn)品市場，2001，09：911[15]，北京，高等教育出版社，2007，11:147149 [16]熊偉，西安交通大學學報，2004，07：第38卷第7期：683685.[17]，北京，機械工業(yè)出版社，1986,.02:1516.[18]螺桿壓縮機轉子和同步齒輪基本參數(shù)及尺寸機械行業(yè)標準，國家機械工業(yè)局，2000，01:25.[19][J]，天津城市建設學院學報，1995，06，第1卷第2期：2830.[20][J]，四川工業(yè)學院學報，1991,10，第3期第4卷：150164.目 錄前言 1第一章 緒論 2 螺桿膨脹動力機的簡介 2 螺桿膨脹機發(fā)電的工作原理和工作過程 2 螺桿膨脹機特點 4 國內外研究概況 5 螺桿膨脹機技術特點 6 本課題研究的主要內容及方法 6第二章 螺桿膨脹機設計設計分析 8 轉子型線的設計 8 型線方程和嚙合線方程 9第三章 轉子型線設計 14 單邊不對稱擺線—銷齒圓弧形線 14 轉子各段齒曲線方程 15第四章 螺桿膨脹機轉子尺寸設計 23 螺桿公稱直徑和長徑比 23 導程和扭轉角 23 螺桿設計 25第五章 膨脹機殼體結構設計 28 吸、排氣孔口 28 殼體設計 28 機體 29 軸承選擇 30 軸承密封系統(tǒng)的確定 30結論 32致謝 33參考文