本發(fā)明涉及壓縮機(jī)，具體是一種基于離散點(diǎn)的變螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子齒面設(shè)計(jì)方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、雙螺桿壓縮機(jī)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、動(dòng)力平衡性好、適應(yīng)性強(qiáng)和多相混輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于礦山、化工、動(dòng)力、食品、醫(yī)藥、制冷等領(lǐng)域。

2、雙螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子是壓縮機(jī)的核心部件，決定了壓縮機(jī)的性能。在轉(zhuǎn)子的加工過程中，考慮到安裝誤差、熱變形以及受力變形等因素，轉(zhuǎn)子之間總是留有一定的間隙。轉(zhuǎn)子間隙可設(shè)計(jì)為等距線和等距面兩種，由于采用等距面設(shè)計(jì)方法獲得的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子齒面對同步齒輪側(cè)向間隙的變化不敏感，減少了轉(zhuǎn)子齒面間卡住的危險(xiǎn)，對機(jī)器的安全運(yùn)行也十分有利，因此，等距面法作為優(yōu)選方法。

3、由于轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)過程中，一般存在求解超越方程的過程，導(dǎo)致型線構(gòu)成的部分曲線沒有理論方程，而是以離散點(diǎn)的形式構(gòu)成，所以雖然等距面法可以通過理論推導(dǎo)獲得理論解，但在實(shí)際操作過程中難以實(shí)現(xiàn)。此外，當(dāng)前求解等距面型線的方法，只能針對恒定螺距的轉(zhuǎn)子，對于構(gòu)成變螺距轉(zhuǎn)子齒面的等距面型線的求解并不適用，因此亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了避免和克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于離散點(diǎn)的變螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子齒面設(shè)計(jì)方法及電子設(shè)備。本發(fā)明根據(jù)轉(zhuǎn)子端面型線的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確地求解出變螺距下雙螺桿轉(zhuǎn)子的等距面型線，進(jìn)而獲得對應(yīng)的轉(zhuǎn)子齒面。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于離散點(diǎn)的變螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子齒面設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

4、s1、獲取變螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子中依次連接以構(gòu)成閉環(huán)的陰轉(zhuǎn)子端面型線的各個(gè)離散點(diǎn)的坐標(biāo)，以及變螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子依次連接以構(gòu)成閉環(huán)的陽轉(zhuǎn)子端面型線的各個(gè)離散點(diǎn)的坐標(biāo)；

5、s2、沿著陰轉(zhuǎn)子的軸向，按照設(shè)定距離通過橫截面依次將陰轉(zhuǎn)子等分為多段，且形成的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線均與陰轉(zhuǎn)子端面彼此平行；同時(shí)沿著陽轉(zhuǎn)子的軸向，按照設(shè)定距離通過橫截面依次將陽轉(zhuǎn)子等分為多段，且形成的各個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線均與陽轉(zhuǎn)子端面彼此平行；

6、s3、計(jì)算陰轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)的坐標(biāo)，同時(shí)計(jì)算陽轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)的坐標(biāo)；

7、s4、基于變螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子的變螺距螺旋線導(dǎo)程、陰轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)的坐標(biāo)，以及陽轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算對應(yīng)的陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)和對應(yīng)的陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)；

8、s5、根據(jù)計(jì)算出的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)，構(gòu)建陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子齒面；同時(shí)根據(jù)計(jì)算出的各個(gè)陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)，構(gòu)建陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子齒面。

9、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：步驟s1的具體步驟如下：

10、s11、在陰轉(zhuǎn)子端面上建立平面坐標(biāo)系o-xy，坐標(biāo)原點(diǎn)o與陰轉(zhuǎn)子端面的圓心彼此重合；

11、s12、以陰轉(zhuǎn)子的軸線為z軸，在陰轉(zhuǎn)子中建立三維空間坐標(biāo)系o-xyz；

12、s13、確定在陰轉(zhuǎn)子端面中構(gòu)成陰轉(zhuǎn)子端面型線的各個(gè)離散點(diǎn)在三維空間坐標(biāo)系o-xyz中的坐標(biāo)；同時(shí)確定在陽轉(zhuǎn)子端面中構(gòu)成陽轉(zhuǎn)子端面型線的各個(gè)離散點(diǎn)在三維空間坐標(biāo)系o-xyz中的坐標(biāo)。

13、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：陰轉(zhuǎn)子端面和陽轉(zhuǎn)子端面彼此共面，沿著陰轉(zhuǎn)子的軸向依次設(shè)置多個(gè)均與陰轉(zhuǎn)子端面彼此平行的橫截面，且相鄰橫截面等距布置，各個(gè)橫截面對陰轉(zhuǎn)子和陽轉(zhuǎn)子同時(shí)切割，以獲得對應(yīng)的陰轉(zhuǎn)子橫截面型線和陽轉(zhuǎn)子橫截面型線；在陰轉(zhuǎn)子中，各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)與陰轉(zhuǎn)子端面型線的各個(gè)離散點(diǎn)彼此一一對應(yīng)，陰轉(zhuǎn)子端面型線會隨著陰轉(zhuǎn)子的螺旋趨勢而繞著陰轉(zhuǎn)子軸線發(fā)生對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，則陰轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的各個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)也會對應(yīng)的繞陰轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)一定的角度；同理，陽轉(zhuǎn)子中的各個(gè)橫截面也會產(chǎn)生同樣的情況。

14、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：采用陰轉(zhuǎn)子坐標(biāo)計(jì)算公式計(jì)算陰轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)的坐標(biāo)；陰轉(zhuǎn)子坐標(biāo)計(jì)算公式具體表示如下：

15、

16、式中，表示在陰轉(zhuǎn)子端面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)的橫坐標(biāo)，其中l(wèi)為陰轉(zhuǎn)子的標(biāo)志，0為端子端面型線的標(biāo)志，i∈[1,i]，即在陰轉(zhuǎn)子的任意陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中均有i個(gè)離散點(diǎn)；表示在陰轉(zhuǎn)子端面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)的縱坐標(biāo)；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)的橫坐標(biāo)，k∈[1,k]，即在陰轉(zhuǎn)子中一共有k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)的縱坐標(biāo)；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)的豎坐標(biāo)；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)的豎坐標(biāo)的實(shí)測值，s為實(shí)測數(shù)據(jù)標(biāo)志；表示第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線相對于陰轉(zhuǎn)子端面型線繞陰轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的角度。

17、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：采用陽轉(zhuǎn)子坐標(biāo)計(jì)算公式計(jì)算陽轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線上的離散點(diǎn)的坐標(biāo)；陽轉(zhuǎn)子坐標(biāo)計(jì)算公式具體表示如下：

18、

19、式中，表示在陽轉(zhuǎn)子端面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)的橫坐標(biāo)，其中r為陰轉(zhuǎn)子的標(biāo)志，j∈[1,j]，即在陽轉(zhuǎn)子的任意陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中均有j個(gè)離散點(diǎn)；表示在陽轉(zhuǎn)子端面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)的縱坐標(biāo)；表示第n個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)的橫坐標(biāo)，n∈[1,n]，即在陽轉(zhuǎn)子中一共有n個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線；表示第n個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)的縱坐標(biāo)；表示第n個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)的豎坐標(biāo)；表示第n個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)的豎坐標(biāo)的實(shí)測值；表示陽轉(zhuǎn)子的第n個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線相對于陽轉(zhuǎn)子端面型線繞陽轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的角度；m陰轉(zhuǎn)子軸線到陽轉(zhuǎn)子軸線之間的距離。

20、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：計(jì)算陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)的過程具體如下：

21、s4a1、基于陰轉(zhuǎn)子中當(dāng)前離散點(diǎn)的坐標(biāo)，以及與該當(dāng)前離散點(diǎn)相鄰的離散點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算包含該當(dāng)前離散點(diǎn)的陰轉(zhuǎn)子橫截面型線在該當(dāng)前離散點(diǎn)處的切線矢量并將該切線矢量記為陰轉(zhuǎn)子第一切線矢量；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)處，根據(jù)相鄰離散點(diǎn)計(jì)算得到的該陰轉(zhuǎn)子橫截面型線的切線矢量；

22、s4a2、根據(jù)陰轉(zhuǎn)子的變螺距螺旋線導(dǎo)程tl(z)求解陰轉(zhuǎn)子的各個(gè)橫截面中的各個(gè)離散點(diǎn)處的螺旋線的切線矢量并將該切線矢量記為陰轉(zhuǎn)子第二切線矢量；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)處，根據(jù)變螺距螺旋線導(dǎo)程tl(z)計(jì)算得到的該陰轉(zhuǎn)子橫截面型線的切線矢量；

23、s4a3、基于陰轉(zhuǎn)子第一切線矢量和陰轉(zhuǎn)子第二切線矢量，計(jì)算對應(yīng)離散點(diǎn)處的法向量；法向量計(jì)算公式如下：

24、

25、式中，表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)處，該陰轉(zhuǎn)子橫截面型線的法向量；

26、s4a4、基于步驟s4a3計(jì)算出的法向量，使用陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)坐標(biāo)公式計(jì)算陰轉(zhuǎn)子中各個(gè)陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)；陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)坐標(biāo)公式具體表示如下：

27、

28、式中，表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的橫坐標(biāo)；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的縱坐標(biāo)；表示在第k個(gè)陰轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第i個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的豎坐標(biāo)；δ表示陰轉(zhuǎn)子和陽轉(zhuǎn)子之間的單邊嚙合間隙；表示在z軸上的投影長度；表示陰轉(zhuǎn)子的變螺距螺旋線導(dǎo)程tl(z)在豎坐標(biāo)處的計(jì)算值。

29、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：計(jì)算陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)的過程具體如下：

30、s4b1、基于陽轉(zhuǎn)子中當(dāng)前離散點(diǎn)的坐標(biāo)，以及與該當(dāng)前離散點(diǎn)相鄰的離散點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算包含該當(dāng)前離散點(diǎn)的陽轉(zhuǎn)子橫截面型線在該當(dāng)前離散點(diǎn)處的切線矢量并將該切線矢量記為陽轉(zhuǎn)子第一切線矢量；表示在第n個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)處，根據(jù)相鄰離散點(diǎn)計(jì)算得到的該陽轉(zhuǎn)子橫截面型線的切線矢量；

31、s4b2、根據(jù)陽轉(zhuǎn)子的變螺距螺旋線導(dǎo)程tr(z)求解陽轉(zhuǎn)子的各個(gè)橫截面中的各個(gè)離散點(diǎn)處的螺旋線的切線矢量并將該切線矢量記為第二切線矢量；表示在第n個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)處，根據(jù)變螺距螺旋線導(dǎo)程tr(z)計(jì)算得到的該陽轉(zhuǎn)子橫截面型線的切線矢量；

32、s4b3、基于陽轉(zhuǎn)子第一切線矢量和陽轉(zhuǎn)子第二切線矢量，計(jì)算對應(yīng)離散點(diǎn)處的法向量；法向量計(jì)算公式如下：

33、

34、式中，表示在第n個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)處，該陽轉(zhuǎn)子橫截面型線的法向量；

35、s4b4、基于步驟s4b3計(jì)算出的法向量，使用陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)坐標(biāo)公式計(jì)算陽轉(zhuǎn)子中各個(gè)陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)；陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)坐標(biāo)公式具體表示如下：

36、

37、式中，表示在第n個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的橫坐標(biāo)；表示在第n個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的縱坐標(biāo)；表示在第n個(gè)陽轉(zhuǎn)子橫截面型線中的第j個(gè)離散點(diǎn)對應(yīng)的陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的豎坐標(biāo)；表示在z軸上的投影長度；表示陽轉(zhuǎn)子的變螺距螺旋線導(dǎo)程tr(z)在豎坐標(biāo)處的計(jì)算值。

38、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：將陰轉(zhuǎn)子中的同一陰轉(zhuǎn)子橫截面型線對應(yīng)的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)彼此相連，構(gòu)成該陰轉(zhuǎn)子橫截面型線對應(yīng)的陰轉(zhuǎn)子等距面型線，將陰轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陰轉(zhuǎn)子等距面型線依次相連，即可構(gòu)成該陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子齒面；將陽轉(zhuǎn)子中的同一陽轉(zhuǎn)子橫截面型線的各個(gè)陽轉(zhuǎn)子等距面離散點(diǎn)的坐標(biāo)彼此相連，構(gòu)成該陽轉(zhuǎn)子橫截面型線對應(yīng)的陽轉(zhuǎn)子等距面型線，將陽轉(zhuǎn)子中的各個(gè)陽轉(zhuǎn)子等距面型線依次相連，即可構(gòu)成該陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子齒面。

39、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：用于給陰轉(zhuǎn)子等距面型線作為參考的給定平面為陰轉(zhuǎn)子端面；用于給陽轉(zhuǎn)子等距面型線作為參考的給定平面為陽轉(zhuǎn)子端面。

40、一種電子設(shè)備，包括處理器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲器，所述處理器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲器依次連接，所述存儲器用于存儲計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，所述處理器被配置用于調(diào)用所述程序指令，執(zhí)行上述的設(shè)計(jì)方法。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

42、1、本發(fā)明通過轉(zhuǎn)子端面型線上的各個(gè)離散點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算屬于等距面型線上的各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而獲得對應(yīng)等距面型線，計(jì)算的過程中不需要型線的理論方程，從而能夠更加快速的計(jì)算出對應(yīng)的轉(zhuǎn)子齒面；同時(shí)在沒有復(fù)雜的理論方程的干擾下，能夠準(zhǔn)確的求解出變螺距下雙螺桿轉(zhuǎn)子的等距面型線，進(jìn)而獲得對應(yīng)的轉(zhuǎn)子齒面。

43、2.本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)方法，不局限于等螺距轉(zhuǎn)子，可適用于任意非定螺距雙螺桿轉(zhuǎn)子的等距面求解，提高本發(fā)明設(shè)計(jì)方法的適用范圍。