百度文库I摘要本设计为涡旋压缩机结构设计，主要零件包括动涡盘、静涡盘、支架体、偏心轴及防自转机构，动静涡旋盘应用圆的渐开线及其修正曲线的线型。

首先，确定了重要结构参数，进而确定了涡旋线圆的渐开线线型。

然后进行了受力分析，结构强度及寿命计算。

最终说明了结构设计中的有关问题。

在涡旋齿线型的设计中，不仅说明了渐开线的特性和涡旋线的形成过程，而且还对涡旋线线型进行了修正。

通过以上的设计过程，我们最终得到了涡旋压缩机。

关键词涡旋压缩机动涡盘静涡盘偏心轴圆的渐开线百度文库IIAbstractThe design for the structural design of scroll compressors, themain parts, including moving vortex plate, static vortex plate, frame body, eccentric shaft and anti-rotation mechanism, the application of static and dynamic disk vortex involute circle and linear correction curve.First of all, to identify the important structural parameters, which determine the vortex line of the involute circle line. And then proceed to the stress analysis, structural strength and life span.百度文库Describes the structural design of the end of the problem. In the design of linear wrap, not only describes the characteristics of involute and the formation of vortex lines, but also on the linear vortex line has been amended.The design process through the above-mentioned, we have finally received the scroll compressor.Key words: Scroll Compressor;Moving vortex plate;Static vortex plate; Eccentric shaft;Circle involuteIII目录摘要 (I)Abstract (II)绪言 (1)第一章空气压缩机及装置系统总体方案设计 (3)第三章涡旋齿线型的选择与绘制原理 (15)1、涡旋型线构成原则 (15)2、圆的渐开线的形成 (15)3、渐开线的特性 (16)4、涡旋线的形成 (17)5、涡旋线线型的修正 (19)5.1修正型线方程 (20)5.2圆弧修正后涡旋压缩机的特点 (21)6、防自传机构的选择评比 (22)6.1、圆柱销 (22)6.2、特殊结构滚环轴承 (23)6.3、小曲柄销 (23)B、轴承及支承 (25)C、压缩机的性能 (25)D、径向密封 (26)E、轴向间隙 (27)总结 (35)参考文献 (36)致谢 (38)IV绪言涡旋压缩机是国际上70年代开发应用的一种新型压缩机，它以高效率、高可靠性、低能耗、低噪音、零件数少、结构紧凑等突出优点引起许多国家的重视，被称为全新一代（第三代）压缩机。

在1~705kw输出功率的范围内，涡旋压缩机已在单元式空调机及汽车空调器种得到相当普遍的应用，并很快牢固地占领了市场。

由于涡旋压缩机在较宽的频率范围内（30~120hz）均有较高的容积效率与绝热效率，适合采用变频装置，可进一步降低空调器的能耗，提高舒适性，所以在空调领域中具有广阔的发展前景。

为防止臭氧层被破坏，汽车空调领域中具有采用全封闭式涡旋压缩机的发展方向。

此外，涡旋空气压缩机、涡旋氦气压缩机、涡旋膨胀机、涡旋真空泵、涡旋液体泵也在积极开发与研制当中。

涡旋压缩机最早由法国工程师Creux发明并于1905年在美国获得专利。

但由于难以得到高精度的涡旋形状，缺乏实用而可靠地驱动机构，摩擦磨损问题不能妥善解决，因此涡旋压缩机在将近70年的时间内未得到普及应用。

直到70年代初期，美国的ADL公司及日本，中国的几家公司又相继重新开始涡旋压缩机的研究开发工作。

因若干关键技术逐步得到解决，于80年代初就推出了空调用涡旋压缩机的系列产品。

这些产品与相1同容量的往复式压缩机相比，体积小40%，重量轻15%，零件数减少85%，效率提高10%，扭矩变化幅度小90%，噪声降低5dB(A)。

自石油危机以来，由于在供暖，空调与制冷应用中，主要的能量消耗在压缩机上，高效压缩机对美国市场已成为头等重要因素。

在欧洲和日本市场，低噪音，低振动的需要比效率更为突出。

因而，兼有高效，低噪两大优势的涡旋压缩机成为换代产品已是必然趋势。

虽然在完善密封机构，减少机械摩擦耗功以及数控加工提高涡旋盘成产率等方面，已经进行了广泛有效地工作，但作为技术密集程度很高的涡旋压缩机，其技术优势和效益仍存在很大的发展潜力。

2第一章空气压缩机及装置系统总体方案设计涡旋式压缩机是一种借助于容积的变化来实现气体压缩的流体机械，这一点于往复式压缩机相同。

涡旋式压缩机的主要零件动涡盘的运动，是在偏心轴的直接驱动下进行的，这一点又与旋转式压缩机相同。

涡旋式压缩机的压缩腔，既不同于往复式的又不同于旋转式的，故把它称作新一代容积式压缩机。

涡旋式压缩机的主要零件包括动涡盘、静涡盘、支架体、偏心轴及防自转机构。

动静涡旋盘的最常用型线是圆的渐开线及其修正曲线。

下面以圆的渐开线涡旋型线为例来说明涡旋压缩机的工作原理。

把涡旋型线参数相同，相位差π、基圆中心相距Ror的动涡盘与静涡盘组装后，可以形成数对月牙形的封闭的容积腔。

容积腔的轴随偏心轴推动动涡盘中心饶静涡盘中心作半径为Ror的圆周轨道运动时相应的扩大或缩小，由此实现气体的吸入、压缩和排气的目的。

低压气体从静涡盘上开设的吸气孔口或动静涡盘的周边缝隙进入吸气腔，经压缩后由静涡盘中心处的排气孔口排出。

下面以三对压缩腔为例说明气体压缩过程。

三对容积腔分别用○1○2○3来表示，并依次称之为中心压缩腔（即第一3压缩腔，又称排气腔）、第二和第三压缩腔。

动涡盘中心绕静涡盘中心的θ=时，第转动角，也就是偏心轴的曲柄转角，用θ表示。

当曲柄转角0三压缩腔刚好封闭，压缩机的吸气过程结束，这时第三压缩腔中充入的气体所占据的空间即为吸气容积，相当于往复式压缩机的形成容积。

随θ=时，第三压缩腔完着曲柄转角增大，月牙形的面积逐渐减小。

当360成对气体的压缩过程，这时的压缩腔容积就是第二压缩腔的最大封闭容θ=），其轴向积，即第二压缩腔充气终了时的容积（对应的主轴转角为0投影面积最大。

中心压缩腔和第二压缩腔中气体容积变化规律与第三压缩腔中的相同。

第三压缩腔在压缩气体同时，压缩机的吸气过程也在进行。

第二压缩腔和中心压缩腔并不存在吸气过程，只是在几何关系上按2π为一循环划分时，分割为不同的压缩腔而已。

涡旋式压缩机压缩气体的过程是连续进行的需要主轴转动数圈而非一圈，但主轴每转一周即可完成一次吸气。

需要指出的是，中心压缩腔中的气体并不受到压缩，其容积减小是一个等压过程，即排气过程。

中心压缩腔容积取得最大值时，不一定对θ=，而与开始排气角有关。

涡旋压缩机的动涡盘被置于静涡盘和应于0支架体之间，可以沿轴向移动。

当涡旋压缩机工作时，动涡盘在气体力作用下，沿轴向与静涡盘脱离，增大涡盘顶部的气体泄漏通道面积，降4低容积效率和热效率。

因此，如何有效的平衡作用在动涡盘上的轴向气体作用力，成为涡旋压缩机能否获得良好性能的重要因素之一。

动涡盘在气体力作用下，有绕其中心自转的趋势。

这种趋势破坏了涡旋压缩机的正常工作，必须予以限制。

防自转机构设置在动涡盘与支体架之间，常见的结构形式有十字滑环、圆柱销、球轴承、小曲柄销。

十字滑块、圆柱销、小曲柄销只能防止动涡盘的自转，而球轴承不仅能够防止动涡盘的自转，而且能够承受动涡盘传递的轴向气体作用力。

综合起来，涡旋压缩机有以下特点：①多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔的气体压差小，气体泄漏量小，容积效率高，可达90%~98%。

②驱动动涡盘的运动的偏心轴可以高速旋转，因此，涡旋式压缩机体积小、重量轻。

③动涡盘与主轴等运动件的受力变化小，整机震动小。

④没有吸、排气阀，涡旋压缩机的运转可靠，且特别适应于变速运转和变频调速技术。

⑤由于吸排气过程几乎连续进行，整机噪声很低。

轴向和径向柔性机构提高了涡旋式压缩机的生产效率，而且保证轴向间隙和径向间隙的密封效果，不因摩擦和磨损而降低，即涡旋式压缩5机有可靠地密封性。

动涡盘上承受的轴向气体作用力，随主轴转角发生变化，很难恰如其分的加以平衡，因此轴向气体力往往带来摩擦功率消耗。

涡旋盘的加工精度，特别是涡旋体的形位公差有很高要求，端板平面的平面度，以及端板平面与涡旋体侧壁面的垂直度，应控制在微米级，因此，需采用专门的加工方法，加工技术和加工设备。

在我国，涡旋压缩机的研究开发工作始于1986年，经过11年的努力，已经形成了比较成熟的涡旋式空调与制冷压缩机设计制造技术，某些高校如西安交通大学，甘肃工业大学在涡旋压缩机技术、生产方面在国内具有顶尖水平。

综观国内外涡旋压缩机的研究开发现状、生产制造水平以及市场需求趋势，今后一段时间内，有关涡旋压缩机的研究动向可归纳为：降低生产制造成本被列为研究工作的首要任务之一。

提高涡旋盘的生产效率，设计出更加紧凑与更加适宜于工业化生产的结构都是直接的措施。

通过压缩过程模拟及优化设计、采用新的材料与新的机构来减少机械摩擦损失、气体泄漏顺势、传热损失、气流阻力损失，提高涡旋压缩机的工作效率和工作可靠性。

拓宽应用范围和使用领域，实现产品系列化。

扩大变频调速技术和热泵技术的应用。

总之，涡旋压缩机相对于往复式压缩机来讲，有很多优点如振动小、噪声低、效率高、可靠性好、容积小、重量轻等。

已在空调和制冷行业有了广泛应用。

6第二章 主要部件设计（一）设计的已知条件设计已知数据如下：理论排气量： 1.0m3/min （标况）进口压力： 0.1Mpa （表）出口压力： 0.6 Mpa （表）（二）性能及结构参数确定1. 涡漩圈数n ，涡旋齿厚t 和涡旋齿高h根据有关资料确定：n=3 t=4.5mm h=40mm2.排气量Vs 和涡旋节距p:设计理论排气量1.0m3/min （标况），转换成进气状态为0.5 m3/min ，转数为2900rpm, 每转排气量为172413.79 mm3/r,则得： p=t+h **)1n *2(Vst *t π-+=21.66mm圆整p=22mm3.基圆半径a a=π*2p=3.501mm因节距p 由基圆半径决定，则重新取a=3.5mm,得p=21.99mm则设计理论排气量为Vs ’=(2*n-1)* Π*p*(p-2*t)*h=179479.25mm/r考虑泄漏等因素的储备系数为：λ=Vs Vs'Vs -*100%=4.09%4.回转半径RorRor=2t*2p-=6.495mm 5.渐开线的初始角αα=a*2t=0.643rad6.理论压力比εε=33.1*31n2⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛πθ--⋅=3.985其中θ'=3.87rad（三）平衡计算（1）动涡旋的静平衡1.涡旋齿的重量Gi动涡旋的静平衡采用去配重的方式进行根据电子计算机计算结果Si=3285.477mm2Gi=Si.h.ρ=3285.477×40×7.8÷103=1025.0688g涡旋齿的重心XG,YG根据电子计算机计算结果XG=0.978mm YG=-6.950mm RG=7.019mm平衡铁的形状为部分圆环，所对应的圆心角为120°，其中心线于Y轴夹角为8.9°(8°54`)，内径为45mm，外径为88mm,该扇形中每隔40°有一宽度为4mm的加强筋（共两根）,内所有圆角为R3。