毕业设计----汪克尔四角转子压缩机的设计
重庆大学本科学生毕业设计（论文）汪克尔四角转子压缩机的设计学 生：王亮学 号：200072571指导教师：廖建 专 业：机械设计制造及其自动化重庆大学机械工程学院二O一一年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityDesign of Wankel Quadrangle Compressor Teaching BuildingUndergraduate: Wang LiangSupervisor: LiaoJianMajor: Mechanical Design， Manufacturingand AutomationMechanical EngineeringChongqing UniversityJune 2011III重庆大学本科学生毕业设计（论文） ABSTRACT摘 要汪克尔四角转子压缩机与汪克尔三角转子发动机发展密切相关。本文归纳了汪克尔三角转子发动机的现状，根据三角转子发动机的工作原理与基本构造，类比设计分析了四角转子压缩机需要解决的问题气缸型线和转子型线的数据设计分析，各零部件的设计分析校验。本文第一章绪论综述了本课题的研究背景，空气压缩机的发展状况及目前我国尚待解决的关键问题。第二章介绍了汪克尔三角转子发动机的基本构造和基本原理，提出四角转子压缩机设计的基本思路。第三章通过对四角转子压缩机的几何学研究分析，初步拟定了样机各个尺寸。第四章应用MATLAB对气缸型线和转子型线进行编程设计，绘制出气缸型线和转子型线及其配合图。第五章通过综合比较分析选定各个零部件的规格，并建立压缩机的三维实体模型，并完成了压缩机的虚拟装配。第六章对本文的研究成果进行了归纳总结，并指出课题进一步开展研究工作的设想。关键词：汪克尔三角转子发动机，汪克尔四角转子压缩机，MATLAB，三维建模ABSTRACTThe development of Wankel rotary compressor corners is assoeiated with Wankel Quadrangle Compressor closely. Some information concerning current study on Wankel Quadrangle Compressor technology is introduced in the paper.According to the working principle and basic structure of Wankel Quadrangle Compressor , the key technology of Wankel Quadrangle Compressor is analyzed comparatively: The data analysis of the Cylinder profile and Rotor profile，and the data analysis of the all parts. At first,introduction summarizes the background of this research and development of Empty Compressor，as well as the technics flow of it.Chapter two，there is introduction of the working principle and basic structure of Wankel rotary engine machine Triangle,the design ideas of Wankel Quadrangle Compressor are proposed nowadaysIn chapter three,on the basis of the geometric of Wankel rotary compressor corners,design the model machine.Chapter four ,we design the data of the Cylinder profile and Rotor profile by the software of MATLAB,then,we draw out the Cylinder profile and Rotor profile,and their assembly drawing In chapter five,the model of all of parts are analyzed comparatively and synthetically,and then，we use the UG NX6.0 for three-dimensional modeling.Finally,in chapter six,a summarization on the study of this paper is given,the conceit of the further research work is pointed out.Key words： Wankel compressor, Wankel Quadrangle Compressor, MATLAB, Three-dimensional modeling重庆大学本科学生毕业设计（论文） 目录重庆大学本科学生毕业设计（论文） 目录目 录中文摘要ABSTRACT1绪论1 1.1 国内外空气压缩机的发展现状12 汪克尔四角转子压缩机的基本原理及其构造的研究3 2.1 汪克尔三角转子发动机的基本原理及其构造3 2.2 汪克尔四角转子压缩机的基本原理及其构造73 汪克尔四角转子压缩机的结构设计13 3.1 气缸和转子型线13 3.2 基本结构参数的选择15 3.3 工作容积的计算154 运用MATLAB及office软件绘制气缸和转子型线及其配合图20 4.1 相关软件MATLAB介绍20 4.2 气缸和转子型线绘制21 4.3 气缸和转子型线配合图235 运用软件CATIA V5完成三维建模24 5.1 CATIA V5介绍24 5.2 三维建模256 总结与展望32 6.1 课题总结32 6.2 课题展望32参考文献33附件A:转子和子型线数据参数34重庆大学本科学生毕业设计（论文） 目录重庆大学本科学生毕业设计（论文） 参考文献64重庆大学本科学生毕业设计（论文） 绪 论第一章 绪论1.1 国内外空气压缩机的发展现状目前国际上空气压缩机的发展趋势重在向大容积率，高效率，低成本，大压缩比，以下是我们对目前最为常见的压缩机进行简单对比分析。（1）活塞式压缩机适用压力范围广，流量大小皆宜，并且对材料和工艺要求比较低，技术上也较为成熟，在生产使用上积累了丰富的经验。但是由于转速不高，机器大结构复杂，排气不连续，造成气流脉动；运转时有较大的震动； 往复运动，无用功较多，机械效率不高。同时活塞式压缩机主要是向大容量、高压力、低噪声、高效率、高可靠性等方向发展；所以我们不加以采用。 （2）滚动活塞压缩机结构简单，零部件相对较少，以及运行平稳，振动较小， 几何形状都是圆形或平面，便于制造。但是由于滚动活塞与壳体之间的间隙不容易控制，运转一周，压缩做功一次排气不连续，造成气流脉动较大，以及工作中存在死区，效率相对较低，可靠性相对较低，因此滚动式活塞压缩机是不适宜用于大排量的压缩机的。 (3)滑块式压缩机基本消除了各种泄漏，容积效率较高，是目前机械效率最高的压缩机，它不仅在使用过程中，工作效能下降不大，而且装置系统比较简单。但是由于加工要求很高，滑块依靠离心力作用在缸体上，容易造成磨损，可靠性也相对较差，所以它也同样不适宜用于制造高压和大流量的工况的压缩机。 (4)涡旋式压缩机的结构简单，体积小，重量轻，无吸排气阀，它的容积效率较高，摩擦损失小，机械效率高，多压缩室同时工作，工作连续，压缩力矩变化平稳。但是因为它的精度要求高，形位公差都在微米级，并且是无排气阀，变工况性能欠佳，工作腔不易实施外部冷却，压缩过程的热量难排出，因此只能够压缩绝热指数小的气体或者内冷却，大排量涡旋压缩机难实现，排量大直径大，不平衡旋转质量增大，机器不紧凑且重量增加，所以也不加以采用。 （6）螺杆压缩机的可靠性高，螺杆空压机零部件少，易损件少，寿命长，单位排气量体积小，技术成熟，它是目前市场上的主力压缩机。但是因为螺杆的制造成本太高，并不被广泛应用，所以我们也不采纳这种螺杆机构的压缩机。 在生产实践中，由于以上六种压缩机存在各种各样的缺陷，在现今压缩机大容积率，结构简单，效率高，压缩比大，制造成本低的发展趋势下，我们有必要研究创新一种新型的适合发展趋势的气体压缩机-汪克尔四角转子压缩机。 汪克尔四角转子压缩机的结构简单，体积小，零部件少；无余隙容积，且直接利用电机的回转运动，效率高，压缩比大，单级压力高，运行平稳，噪音较小，内泄漏非常小，机械效率高。但是因为这是属于一项全新的压缩机技术，所以无工程应用实例，需要我们自己分析计算数据等。我们在比较中发现，由于汪克尔四角转子压缩机它的结构简单，零部件数量相对较少，制造成本相对较低，而且节能环保，能耗也至少降低 了15 %，它的制冷系数（ COP 值）也达到了2.0，因此我们制造压缩机采用四角转子式具有广阔的前景。由于上述等等优势，我们决定涉及汪克尔四角转子压缩机，由此我们对汪克尔四角转子压缩机进行了设计分析等工作。重庆大学本科学生毕业设计（论文） 汪克尔四角转子压缩机的基本原理及其构造的研究第二章 汪克尔四角转子压缩机的基本原理及其构造研究2.1 汪克尔三角转子发动机的基本原理及其构造2.1.1 汪克尔三角转子发动机的基本构造从工作过程的角度来看，转子发动机是一种四冲程循环的内燃扎但它在构造上与往夏式发动机大不相同，主要由于它们的主机构及其几伺原理不同往复式发动机的主机构是曲柄连杆机构，气缸和活塞是圆筒形，几何原理较为简单。而转子发动机的主机构是由一对相位内外齿轮和偏心轴所组成的行星机构气缸理论型线为双弧长短期回外旋轮线，转子的理论型线为气缸型线族的内包络线，几何原理较为
