[发明专利]一种扭叶罗茨鼓风机转子型线的设计方法

摘要

本发明公开了一种扭叶罗茨鼓风机转子型线的设计方法，通过在已有型线中圆弧和包络线的相交处引入渐开线，从而在避免型线干涉,保证转子密封性能的同时,又提高了转子的径距比。本发明具有提高面积利用系数，提高工作效率的优点。

主权项

1.一种扭叶罗茨鼓风机转子型线的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、确定鼓风机的转子个数以及两个转子的参数：设定两个转子（1、2），转子（1）绕其中心O₁顺时针转动α角，转子（2）绕其中心O₂逆时针转动相同的角度，将两个转子（1、2）和机架固定，这样两个转子（1、2）之间的相对运动就是整个机构绕着O₁逆时针转动α角，两个转子（1、2）的啮合点为G点，两个转子（1、2）的节圆相切点为P点，将O₁和O₂两个点用直线相连，P点为直线的中点，两个转子（1、2）的一对共轭曲线经过G点时的公法线经过P点，并经过转子（2）叶峰圆弧圆心F₂，将G点与F₂用直线相连，G点和F₂之间的直线为叶峰圆弧半径r，F₂和转子（2）的中心O₂之间的距离为叶峰圆心与叶轮中心之间的距离b；B、确定叶峰圆弧与包络线段的型线参数方程：过O₁作GF₂的平行线，交O₂ F₂的延长线于点H，O₁H与O₁X轴的夹角为β，过点O₂作O₁Y轴的平行线，交O₁X轴于点K，过点F₂作O₁X轴的平行线交O₂K于点L，且点G在F₂L的垂足为点M，过点H作O₁X轴的平行线交O₂K的延长线于点J,作O₁X轴的垂直线HI，由其中的几何关系可得出圆弧段型线的参数方程为：式中=，,其中z为叶轮头数，此处叶轮头数为3，因此：得：因为O₁H//F₂G，则,啮合点G(x₁，y₁)在坐标系X₁O₁Y₁中的坐标为：因此得到的上式为包络线段的型线参数方程；C、确定渐开线：确定圆弧与包络线的参数方程中的参数值，得到任一个转子新的型线，BC为渐开线，GB为圆弧包络线，CH为圆弧，渐开线的基圆半径r₁即为包络线终点到转子中心O的距离，包络线的终点即为渐开线的起点，渐开线的终点即为圆弧的终点，由此可得渐开线参数方程：其中，，为渐开线展角；D、进行数值模拟分析：将步骤C中得到的型线方程，在Pro/E软件平台上建立其参数化三维模型，其中扭叶型鼓风机为三叶转子，扭转角为60o，两啮合转子的扭转方向相反，建模后观察两啮合转子在旋转时各位置的干涉情况，设定转子外圆半径绕转子中心旋转一周所扫过的面积为S₀，转子横截面积为S₁，则面积利用系数Q=1-（S₀-S₁）/ S₀，令中心距相同且圆弧加包络线型线径距比（R_m/2a）为最大值，通过参数化建模在Pro/E平台上可快速测量出各型线转子的相关几何参数。