基于SOLIDWORKS及ADAMS的螺桿壓縮機的設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計+含SW三維3D建模及1張CAD圖紙+帶任務書+59頁加正文1.64萬字】

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Adams 仿真

MATlAB優(yōu)化

SolidWorks  三維

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小型螺桿壓縮機設計

摘   要

 本文闡述了一小型螺桿壓縮機的設計過程。簡述了螺桿壓縮機的基本結構、工作過程、主要特點和分類。分析了型線的設計過程，轉子的幾何特性和熱力性能的計算方法。 

本文在分析型線設計過程，幾何特性和熱力性能計算方法的基礎上,選取單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線作為該螺桿壓縮機轉子的型線，運用MATLAB等工具，進行分析計算，得到型線方程和型線草圖，并且完成了幾何性能計算和熱力性能計算。在完成轉子設計的基礎上，進行受力分析，運用各種分析軟件選取軸承等零件。在完成計算工作和零件選取后，應用SolidWorks軟件，建立了螺桿壓縮機各個零件的三維模型，并進行裝配，完成螺桿壓縮機的三維造型。應用Adams軟件，對從SolidWorks中導入的裝配體建立運動仿真，這樣能夠形象直觀的說明問題。

關鍵詞：螺桿壓縮機 ，三維建模，MATLAB，運動仿真

Abstract

This paper described the design process of a small screw compressor, which outlined the basic structure of the screw compressor, the working process, the main characteristics and classification. This paper also analyzed the design process of lines, the geometry features of the rotor and the calculation method of thermodynamic property.

Based on the analysis of the design process of lines, geometric characteristics and calculation methods of thermal performance, this paper selected the unilateral asymmetry cycloid - sales arc tooth profile of the screw compressor rotor type lines for analysis and calculation using MATLAB and other tools. After above steps, the equation-based and sketch-based line are given the calculation of geometry features and thermal performance are also made. On the basis of rotor design, this paper gave stress analysis and selected bearing and other parts using a variety of analysis software to. Afterwards, the paper established three-dimensional models of the various parts of the screw compressor and carried out the assembly to complete the three-dimensional modeling of the screw compressor. With the application of ADAMS, the paper established motion simulation of the assembly imported from SOLIDWORKS, which could explain the issue vividly and intuitively.

Key words: Screw compressor, three-dimensional modeling, MATLAB, motion simulation

目  錄

第一章 緒論--------------------------------------------------------1

 1.1基本結構和工作過程-----------------------------------------------1

   1.1.1基本結構-----------------------------------------------------1

   1.1.2工作過程-----------------------------------------------------1

1.2螺桿壓縮機特點及分類---------------------------------------------2

1.2.1螺桿壓縮機特點-----------------------------------------------2

1.2.2螺桿壓縮機分類-----------------------------------------------2

1.3螺桿壓縮機發(fā)展歷程-----------------------------------------------3

1.4論文主要工作-----------------------------------------------------4

第二章  轉子型線設計------------------------------------5

2.1轉子型線發(fā)展過程-------------------------------------------------5

2.2型線方程和嚙合線方程---------------------------------------------6

2.2.1坐標系建立和坐標變換-----------------------------------------6

2.2.2齒曲線及其共軛曲線-------------------------------------------8

2.2.3共軛曲線和嚙合線方程-----------------------------------------9

2.3單邊不對稱擺線-銷齒圓弧型線的設計--------------------------------10

第三章  幾何特性計算--------------------------------------------20

3.1轉子螺旋齒面及其法線方程----------------------------------------20

3.1.1螺旋齒面方程------------------------------------------------20

3.1.2轉子幾何參數(shù)間的基本關系------------------------------------21

3.1.3螺旋齒面的法線----------------------------------------------21

3.2接觸線----------------------------------------------------------23

3.2.1相對運動速度------------------------------------------------23

3.2.2嚙合條件----------------------------------------------------24

3.3齒間面積和面積利用系數(shù)------------------------------------------25

3.3.1齒間面積----------------------------------------------------25

3.3.2面積利用系數(shù)-----------------------------------------------27

3.4齒間容積和內容積比---------------------------------------------27

3.4.1齒間容積---------------------------------------------------27

3.4.2內容積比---------------------------------------------------28

第四章  熱力性能計算--------------------------------------------30

4.1內壓力比和壓力分布圖-------------------------------------------30

4.1.1內壓力比---------------------------------------------------30

4.1.2壓力分布圖-------------------------------------------------31

4.2容積流量及容積效率---------------------------------------------32

4.2.1理論容積流量-----------------------------------------------32

4.2.2容積效率---------------------------------------------------32

4.2.3實際容積流量-----------------------------------------------33

4.3軸功率---------------------------------------------------------33

第五章  轉子受力分析--------------------------------------------35

5.1軸向力---------------------------------------------------------35

5.1.1端面軸向力-------------------------------------------------35

5.1.2氣體軸向力-------------------------------------------------37

5.2軸承支反力-----------------------------------------------------40

第六章  三維造型和選擇軸承-------------------------------------44

6.1三維造型-------------------------------------------------------44

6.1.1轉子造型---------------------------------------------------44

6.1.2機體和端蓋造型---------------------------------------------48

6.2選擇軸承-------------------------------------------------------49

6.2.1選擇圓柱滾子軸承-------------------------------------------49

6.2.2選擇角接觸球軸承-------------------------------------------50

6.3軸承三維造型---------------------------------------------------54

    6.4整機裝配-------------------------------------------------------55

第七章  運動仿真----------------------------------------57

 7.1 模型導入Adams-------------------------------------------------57

7.2運動仿真-------------------------------------------------------57

結論------------------------------------------------------------------61

致謝------------------------------------------------------------------62

參考文獻-------------------------------------------------------------63

畢業(yè)論文（設計）任務書 系 部： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： 職 稱： 副教授 2013 年 12 月 10 日 （ 1）題頭（ ：小一號、仿宋 _中 （ 2）標題（畢業(yè)論文（設計）任務書）：小 初號、仿宋 _中 （ 3） 系部 （三號、仿宋 _內容：（四號字、黑體、居中） （ 4）專業(yè)（三號、仿宋 _內容：（四號字、黑體、居中） （ 5）學號（三號、仿宋 _內容：（四號字、黑體、居中） （ 6）姓名（三號、仿宋 _內容：（四號字、黑體、居中） （ 7）指導教師（三號、仿宋 _內容：（四號字、黑體、居中） （ 8）職稱（三號、仿宋 _內容：（四號字、黑體、居中） （ 9） 時間 (三號、仿宋 _中 ) 畢業(yè)設計（論文）題目： 基于 螺桿壓縮機的設計 在相應的選項上打勾）□縱向課題□已簽約的橫向課題□未簽約的橫向課題□實驗室建設課題□模擬性課題□學生自選人文課題 在相應的選項上打勾）□工程設計（實踐）□理論研究□實驗研究□計算機軟件設計□綜合 一、 畢業(yè)設計（論文）內容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、達到的指標和應做的實驗等 ） 根據(jù) 螺桿壓縮機的 工作原理， 完成一雙螺桿壓縮機的 設計， 并對其設計參數(shù)進行三維建模 及運動仿真 。 1 提供條件： 螺桿壓縮機 工況參數(shù)； 2 設計內容與要求： (1) 調研 、 收集 、 分析有關資料，總結 螺桿壓縮機工作過程 和 結 構特點； (2) 確定 螺桿壓縮機的 總體 設計方案 ； (3) 完成螺桿壓縮機的轉子型線設計、幾何特性分析、熱力性能分析、轉子受力計算等； (4) 螺桿壓縮機 三維建模 及仿真 。 二、 完成后應交的作業(yè)（包括各種說明書、圖紙等） 1. 畢業(yè)設計論文一份 （ 不少于 ； 2. 外文譯文一篇（不少于 5000英文單詞）； 3. 裝配圖一份。 三、 完成日期及進度 2014年 3月 3日至 2014年 6月 13日。 進度安排： 1. 查閱資料、調研，完成開題報告； 2. 桿壓縮機的 總體方案設計； 3. 桿壓縮機的 設計 (包括轉子型線設計、幾何特 性分析、熱力性能分析、轉子受力計算等 )； 4. 桿壓縮機 三維建模與仿真； 5. 總結整理 、 撰寫畢業(yè)設計論文； 6. 畢業(yè)答辯。 四、 主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等） : 1. 邢子文 . 螺桿壓縮機理論設計及應用 . 北京：機械工業(yè)出版社，. 郭仁生 . 機械工程設計分析和 用 . 北京：機械工業(yè)出版社， . 周金萍 . 實踐與提高 . 北京： 中國電力出版社 ， . 鄭建榮 . 北京： 機械工業(yè)出版社 ， . 孫桓 . 機械原理 . 北京： 高等教育出版社 ， 6. 徐應 . 機械設計手冊 . 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2000 7. 張學軍 . 北京：國防工業(yè)出版社， . 張繼春，楊建國 . 裝配設計與運動仿真及 實現(xiàn) . 北京：國防工業(yè)出版社， . 孫靖民 . 機械優(yōu)化設計 . 北京：機械工業(yè)出版社， (教研室 )主任： （簽章） 年 月 日 學院主管（系）領導： （簽章） 年 月 日