【正文】 剛好封住。一般電動機功率均滿足選配大于軸功率，電動機動余度為：xd=，取xd=，電動機功率 （313）本設計采用封閉式三相交流異步鼠籠式電動機，其型號為Y280S2，電動機軸直徑D=65mm其轉(zhuǎn)速n=3000r/min，其效率hd=，則電能總消耗為： (KW) （314）第4章 雙螺桿壓縮機的proe主要零件圖、組裝圖和仿真圖1. 主要零件圖（1） 陰螺桿，左旋，齒數(shù)為6，螺桿長度為135mm，與陽螺桿嚙合傳動。據(jù)圖2350，Pd=, 取絕熱效率had=。 軸功率 （311）ηm為機械效率，一般ηm =，取ηm =。它決定壓縮機的排氣孔口位置，其定義為 （32）氣體的壓縮過程終止于第Ⅱ階段，則 （33） （34）做近似計算，氣體的壓縮過程終止于第Ⅱ階段，則 （35）將上式代入式（33）及式（34），得 （36） （37）則 （38）若壓縮氣體視為理想氣體，則內(nèi)壓力比可用下式近似計算： （39）式中，pt = (表壓)為內(nèi)壓縮終了的壓力； = (大氣壓),為吸氣終了壓力；Vt為壓縮過程結(jié)束時的容積值；Vo為吸氣過程結(jié)束時的容積值；為壓縮機的內(nèi)容積比；m為多方壓縮過程指數(shù)。因此，在熱力學計算上只能采用十分簡化的模型，于是得出的結(jié)果只能近似地接近實際。在螺桿壓縮機的設計計算中，對于大部分所輸送的工質(zhì)的壓力和溫度變化與理想氣體相同。第三章 雙螺桿壓縮機的熱力學和功率計算螺桿壓縮機的熱力學計算的目的，是為了求出在壓縮過程中壓力和溫度的變化，并由其結(jié)果算出機器所需要的功率。在螺桿壓縮機正常工作時，吸入端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間幾乎沒有壓差，所以，在吸氣端的轉(zhuǎn)子加工段與軸承之間，只用間隙密封就能滿足要求，沒有必要再提供密封油。軸承采用脂潤滑。在螺桿空氣壓縮機中，由于軸向力和徑向力都不大，故都采用滾動軸承。對螺旋狀工作段以外的部分，按通常的“轉(zhuǎn)軸”要求進行設計。機體材料為灰口鑄鐵，牌號為HT200。轉(zhuǎn)子包含在機體中，機體的外側(cè)即為大氣。與吸氣類似，排氣設在機體的頂部，采用徑向排氣。對吸排氣通道的要求是平滑過度和流速低，以減少流動損失。端蓋內(nèi)置有軸封、軸承。機體是螺桿壓縮機的主要部件。圖9 徑向排氣孔口的位置與形狀為了降低排氣流速，在開設軸向排氣孔口的同時，還將機體沿軸向挖空作為徑向排氣孔口，其挖空的方法與徑向吸氣孔口相同。為了降低排氣流速，在開設軸向排氣孔口的同時，還將機體沿軸向挖空作為徑向排氣孔口，其挖切方法與徑向吸氣孔口類同。圖8 軸向排氣孔口的位置和形狀如圖9所示，軸向排氣孔口型線為123456781。為了降低噪聲，減少氣體流動損失，以及考慮到制造工藝上的方便，將端面排氣孔口嚙合線頂點處的尖點削平。陽轉(zhuǎn)子排氣角a1d為： 相應的陰轉(zhuǎn)子排氣角度，可根據(jù)陰、陽轉(zhuǎn)子齒間容積同時排氣的原則由下式計算： （283）（2）排氣結(jié)束角 為了防止處于排氣壓力的氣體流回處于吸氣壓力的齒間容積，排氣孔口應處于嚙合線范圍之內(nèi)。本設計采用混合吸氣孔口，即在純軸向吸氣孔口的基礎上，進一步將機殼應上該開徑向吸氣孔口的位置挖10mm。陽轉(zhuǎn)子的軸向吸氣角a1s由下式確定： τ1z=3π/2 β= （280） （281）陰轉(zhuǎn)子軸向吸氣角a2s為 （282）考慮到實際氣體流動滯后的因素，可適當選取比式（282）計算結(jié)果大的數(shù)值，故取a2s = 。吸氣孔口不應處于嚙合線范圍內(nèi)，為使齒間容積盡早開始吸氣過程，吸氣孔口應盡量靠近兩轉(zhuǎn)子的中心連線，即陽轉(zhuǎn)子的吸氣開始角應為b。在接觸線的另一側(cè)，轉(zhuǎn)子的齒間容積將從零開始擴大,產(chǎn)生大小不同的吸入封閉容積。即力求孔口面積盡能地大、氣流通道截面變化平滑。② 吸氣孔口的位置應能保證齒間容積獲得最大程度的充氣，以提高機器的容積利用率。、排氣孔口設計 吸氣孔口壓縮機吸氣孔口的合理位置和形狀，是實現(xiàn)氣體壓縮過程的必備條件，也是實現(xiàn)壓縮機效率的一個重要因素。噴油螺桿空氣壓縮機的機體不設冷卻水套，轉(zhuǎn)子為內(nèi)部不需冷卻的整體結(jié)構(gòu)，壓縮氣體所產(chǎn)生的徑向力和軸向力都由滾動軸承來承受。由于空氣壓縮機的市場競爭非常激烈，因此空氣壓縮機多被設計為系列化、標準化的產(chǎn)品，以便大批量、低成本地生產(chǎn)和銷售。顯然有關系式 （279）從上述分析看出，螺桿壓縮機的陰、陽轉(zhuǎn)子齒從開始嚙合到解脫嚙合期間，位于接觸線一側(cè)的齒間容積從最大值減少到零，完成壓縮和排氣過程。螺旋角β=，而 （275）齒間容積減少的數(shù)值可用Arφ1曲線下的面積求得，即 （276）由式（275）可得到齒面間容積對的容積減少值與轉(zhuǎn)角j1的關系曲線，如圖所示。將兩圖疊加，得到圖7（c），它表示一對齒間面積Ar被侵占值轉(zhuǎn)角φ1的關系。圖6 基元容積開始減少時的轉(zhuǎn)子位置從壓縮過程開始點起，根據(jù)轉(zhuǎn)子型線方程或型線坐標點，應用解析法、數(shù)值積分法或圖解積分法，可得到陽轉(zhuǎn)子的齒間面積被陰轉(zhuǎn)子齒侵占的齒間面積A0r隨陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角φ1的變化曲線，如圖7（a）所示。規(guī)定處于這一位置的陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為零，即φ1=0。用端面齒間面積的變化來描述容積的變化，可以使復雜的空間問題轉(zhuǎn)化為簡單的平面問題。其定義式為： （270）查表2311，得單邊對稱擺線銷齒圓弧型線的面積利用系數(shù)=。取陽轉(zhuǎn)子圓周速度u1=10m/s，則陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n1=60u1/()=6010/()=陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2=n1/i=()= r/min.陰、陽轉(zhuǎn)子的齒間面積是螺桿壓縮機的重要幾何性質(zhì)之一，在對轉(zhuǎn)子型線的各段組成齒曲線建立方程逐個確定其參數(shù)變化范圍后，可利用解析法求得轉(zhuǎn)子的齒間面積。L/τ1陰轉(zhuǎn)子的導程 b2=360176。嚙合線方程把EF的方程（261）代入坐標變換式（23），得 （266）上式表明節(jié)圓圓弧的嚙合線為一固定點，即節(jié)點p。6）EF與KLEF方程陰轉(zhuǎn)子上EF曲線為一圓心在O2，半徑為R2 t的圓弧，其方程為 （261）參數(shù) t和變化范圍為 （262）② KL方程將EF的方程（261）代入坐標變換式（25），得 （263）故有 將上述諸式代入包絡條件式（214），可得包絡條件為 （264）把式（264）代入式（623），整理后得 （265）其參數(shù)變化范圍仍由式（262）確定。5）DE與JK①DE方程陰轉(zhuǎn)子上的DE為一徑向直線，其方程為 （256）參數(shù)ρ2的變化范圍為 （257）②JK方程將DE的方程（256）代入坐標變換式（25），得曲線簇方程為 （258）故有 將上述諸式代入包絡條件式（214），得到曲線參數(shù)ρ2與轉(zhuǎn)角參數(shù)Φ1的關系為 （259）其參數(shù)變化范圍由式（257）確定，式（258）表明JK的性質(zhì)是一擺線。②IJ方程將D點的方程（245）代入坐標變換式（25），即得IJ方程為 （247）參數(shù)變化范圍為 （248）陰轉(zhuǎn)子IJ曲線上任有點距陽轉(zhuǎn)子中心O1的距離可用下式表示： （249）將式（247）代入（249）中，得 即 （250） （251） （252）其中 ③r J方程在直角三角形O2DP中， （253）在直角三角形O1O2J中， （254）④ 嚙合線方程將D點方程（245）代入坐標變換式（23）中，并考慮到包絡條件自然滿足，得到嚙合線方程為 （255）其參數(shù)變化范圍仍由式（248）確定。I點與其共軛曲線CD嚙合時，其嚙合線就是以陽轉(zhuǎn)子中心O1為圓心，以I點到O1的距離b1為半徑的圓弧，即I點在靜坐標系中的運動軌跡。2）I點與CD①I點方程陽轉(zhuǎn)子上的I點為一固定點，在坐標系中的 （236）而由三角形O1IP可知： ②CD方程陰轉(zhuǎn)子上的CD曲線是與陽轉(zhuǎn)子上I點共軛的曲線，將I點的方程（236）代入坐標變換式（26），得 （237）參數(shù)變化范圍為 （238）陰轉(zhuǎn)子CD曲線上任一點距陰轉(zhuǎn)子中心O2的距離可用下式表示： （239）將式（237）代入式（239），整理得 即 （240）故 （241） （242）其中 （243） 其中e稱為徑向直線修正長度，標準規(guī)定為e=%A。把式（233）代入式（232），得到簡化后的HI方程為 （234）銷齒圓弧的共軛曲線仍是一完全的銷齒圓弧，兩曲線僅在 的瞬時嚙合，而且是沿著整個圓弧段同時嚙合。標準規(guī)定為5176。③ 嚙合線方程AB和GH嚙合時的嚙合線方程，可按式（221），通過把AB的方程（222）代入坐標變換式（23），并與包絡條件式（228）聯(lián)立得到，即 （229）BC與HI①BC方程陰轉(zhuǎn)子上的曲線BC為一圓心在節(jié)點 P，半徑為R的圓弧，又稱銷齒圓弧，其方程為 （230）參數(shù)t為 （231）由直角三角形O2BP，有 a 1為保護角，通常為5176。1）AB與GH① AB方程陰轉(zhuǎn)子上的AB為一徑向直線，其方程為: （222）參數(shù)ρ2的變化范圍為 （223）由三角形O2BP,有 （224） （225）即 （226）式中,ZZ1分別為陰、陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)，R為齒高半徑，在標準中，規(guī)定R=%A。處在低壓側(cè)的直線段AB的長度，由于不影響氣密性，通常從制造工藝出發(fā)，使其與圓弧BC光滑過度。但使接觸線頂點與轉(zhuǎn)子齒頂圓交點之距離略有增大，使通過泄漏三角形的泄漏量增加。另外，將圓弧齒曲線擴大一角度，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)，保護了對嚙合性能很敏感的擺線形成點。其組成齒曲線和相應的嚙合線見附表1。（2）齒曲線的共軛曲線方程轉(zhuǎn)子組成齒曲線的共軛曲線，是指另一個轉(zhuǎn)子上與所選定的組成齒曲線相嚙合的曲線段，現(xiàn)假定已在陰轉(zhuǎn)子上給定了一段組成齒曲線2為 （28）1）求出陰轉(zhuǎn)子上組成齒曲線相對于陽轉(zhuǎn)子運動時的曲線簇方程將方程（28）代入坐標變換式（25），得 （29）2）找出曲線簇的包絡條件把包絡條件的顯函數(shù)形式代入曲線簇方程（9），就是曲線簇的包絡線方程，即 （210） 此包絡線上任一點的切線斜率可微分上式，得 （211）與包絡線共切于該點的曲線簇中的一條曲線（φ1為常數(shù)），其斜率為 （212）由于是公切線，這兩切線的斜率應該相等，令式（211）與式（212）右邊相等，整理得 （213）或 （214）同樣，若假定在陽轉(zhuǎn)子上給定了一段組成齒曲線1，即 （215）將曲線1的方程（215）代入動坐標變換式（26），得到曲線簇的方程為 （216）經(jīng)類似的推演，可得其包絡條件為 （217）3）求共軛曲線方程若已在陰轉(zhuǎn)子上給定了一段組成曲線的2為 （218）則其共軛曲線方程，可用方程（210）及補充條件聯(lián)立表示，即 （219）同樣，若已在陽轉(zhuǎn)子上給定了一段曲線1為 則其共軛曲線方程，可用方程（216）及補充條件聯(lián)立表示，即 （220）4）共軛曲線的嚙合線方程共軛曲線的嚙合線方程一般可表示為 （221） 單邊不對稱擺線銷齒圓弧型線本設計采用我國規(guī)定的螺桿壓縮機標準的單邊不對稱擺線銷齒圓弧型線。2）坐標變換螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子型線上的每一點，都可以表示在上述四個坐標系中，這些坐標之間的變換關系式如下：a) 動坐標系與靜坐標系的變換 （22）b) 動坐標系與靜坐標系的變換 （23）c) 靜坐標系與靜坐標系的變換 （24）d) 動坐標系與動坐標系的變換 （25）e) 動坐標系與動坐標系的變換 （26）（1）齒曲線方程及其參數(shù)變換范圍螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子型線通常由多段組成齒曲線相接而成。4）陰轉(zhuǎn)子的靜坐標系。 型線方程和嚙合線方程（1）坐標系建立 為了用數(shù)學方程描述螺桿型線中各段組成齒曲線，建立如圖4所示的四個坐標系：圖4 坐標系關系圖1）固結(jié)在陽轉(zhuǎn)子的動坐標系2）固結(jié)在陰轉(zhuǎn)子的動坐標系。（５）齒間面積盡量大。吸氣封閉容積導致壓縮機功耗增加、效率降低、噪聲增大。（３）應形成較面積的泄漏三角形。（２） 形成長度較短的連續(xù)接觸線。 （１） 滿足嚙合要求。它是齒間容積在轉(zhuǎn)子端面上的投影。從轉(zhuǎn)子型線可定性看出封閉容積的大小。如果在齒間容積開始擴大時，不能立即開始吸氣過程，就會產(chǎn)生吸氣封閉容積。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。（2）泄漏三角形 。嚙合線實質(zhì)是接觸線在轉(zhuǎn)子端面上的投影。如果轉(zhuǎn)子齒面間的接觸連續(xù)，則處在高壓力區(qū)內(nèi)的氣體將通過接觸線中斷缺口，向低壓力區(qū)泄漏。（1）接觸線 。對于螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子型線的要求，主要是在齒間容積之間有優(yōu)越的密封性能，因為這些齒間容積是實現(xiàn)氣體壓縮的工作腔。第二章 雙螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子和結(jié)構(gòu)設計 轉(zhuǎn)子型線設計原則