摘要：针对涡旋齿型线设计中缺乏简洁有效的通用几何模型、在实际工程应用中未考虑型线几何性能倾向性的问题,提出一种利用frenet活动标架构建涡旋齿型线的新方法.首先在构成涡旋齿型线的曲线上依附一个frenet活动标架,让该标架取代固定的笛卡尔直角坐标系.然后利用平面曲线的曲率和frenet活动标架表示涡旋齿型线的内在特征,建立以曲率和frenet活动标架为参数的涡旋齿型线的通用几何模型.最后建立了控制系数与涡旋齿型线几何性能的映射关系,在此基础上,以考虑涡旋压缩机工程应用为设计目标,在涡盘圆周大径和涡旋齿齿厚分别确定的条件下,利用映射关系,依据设计需求的倾向性来优选出一系列控制系数,进而构造出满足要求的涡旋齿型线.研究结果表明:利用frenet活动标架构建的涡旋齿型线,不但涵盖了当前所有类型的涡旋齿型线,而且能按预期的几何性能对型线进行重构,从而设计出具有最佳性能的涡旋齿型线,该方法为实现涡旋压缩机型线的柔性化设计打下理论基础.

摘要：在深入研究涡旋压缩机型线构造方式的基础上,提出了一种利用frenet活动标架构建涡旋型线的新方法,利用该方法构建了一种新型的变壁厚涡旋型线,并建立了该型线的基本几何理论,详细推导了工作腔容积。在此基础上引入了压缩比、面积利用系数、轴向气体力和切向气体力4个性能指标,对其性能进行评估。结果表明:在相同几何参数条件下,与传统的变壁厚涡旋型线相比,新型变壁厚涡旋型线的各项性能均较优,不但压缩比和面积利用系数分别提高了7.15%和4.84%,而且所受的轴向气体力和切向气体力也明显较小。可见,采用新型的变壁厚涡旋型线有助于进一步提高涡旋压缩机的性能。