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《重庆理工大学》 2017年
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面向电动汽车空调的通用型线涡旋压缩机设计与加工研究

董光辉  
【摘要】:涡旋压缩机以其高效节能、结构简单、省材低噪、运动平稳等诸多优点一直以来被应用于汽车空调压缩机领域。多年来涡旋式压缩机主要依靠内燃机为动力驱动的方式实现乘用汽车内的制冷效果,但随着能源的紧缺及环境问题的严重化,新能源汽车特别是纯电动车日益受到国家的重视和人们的青睐。涡旋压缩机作为电动汽车空调系统重要组成部分,与传统的内燃机空调压缩机相比,其采用无刷永磁直流电机驱动,电机转速较高,工作过程中可以选择小排量的涡旋盘。由于新能源电动汽车受电池容量的限制,在结构和体积效率等方面要求更高。涡旋压缩机的型线和结构设计一直以来受到国内外的高度重视,二者与涡旋式压缩机性能的各项性能息息相关,是影响电动汽车行业发展不可忽略的重要因素。近年来随着通用涡旋型线理论的不断完善和优化,通用涡旋线性作为新型涡旋盘型线优于其它型线的特点也逐渐被人们关注和重视,无论是在压缩机的性能指标方面还是结构零件构造方面,都给与了提高,对于此类涡旋压缩机涡旋盘的要求精度更高,大大增加了制造难度。本文在基于泛函通用涡旋型线共轭啮合理论的基础上,利用几何包络原理的等距曲线法生成涡旋型线。根据动静涡旋盘型线基于切向角特定系数向量法的方程,利用编程软件MATLAB的GUI实现通用涡旋型线的参数化设计,改变了传统涡旋型线的生成方式,也方便了新型涡旋型线的生成。将涡旋压缩机的体积利用系数和压缩比作为优化对象,通过设定各项参数变化范围,利用Matlab软件对模型进行优化求解,为下文涡旋盘生成做铺垫。本文根据十字滑环及滚珠式防自转结构的原理,提出了圆柱销防自转结构,并从机构学和运动学方面分析了该结构的工作原理。利用UG实现动涡旋盘以及涡旋压缩机其他重要零件三维模型的建立,进行装配、定义连杆以及运动副,添加驱动实现涡旋压缩机的运动仿真。为了进一步比较通用型线和基圆渐开线涡旋盘在等压力下应力和应变,利用UG的高级仿真功能模块,对二者进行有限元分析。最后该论文还讨论了通用型涡旋盘加工时的精度影响因素,根据涡旋盘型线的生成方式及防自转结构类型,制定了动涡旋盘的加工工艺方案。并在数控加工软件MasterCAM9.1下完成涡旋盘的CAM仿真过程。由于本次需要加工出涡旋盘样品,因此需对软件的后处理文件进行合理的编辑才能获得相应数控机床识别加工代码。而本文也是在现有的数控机床即台湾XQSK-760立式加工中心,才得以实现涡旋盘样机的实际加工。
【学位授予单位】:重庆理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U469.72

【参考文献】
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