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题名罗茨转子形状系数最大化设计的啮合角最小化方法
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作者
常利娟
李玉龙
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机构
鹤壁职业技术学院
宿迁学院
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出处
《真空科学与技术学报》
北大核心
2025年第2期164-170,共7页
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基金
宿迁市“千名领军人才集聚计划”项目
宿迁市智能制造重点实验室项目(M202108)
+1 种基金
宿迁市科技计划项目(Z2023139)
宿迁学院创新团队项目(2021 td07)。
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文摘
为解决罗茨转子形状系数最大化设计中的共性问题和简化现有零曲率半径法的应用问题;基于由外定内和由内定外的两种常见轮廓构造;通过分析啮合角和形状系数的因果关系,建立了以啮合角为变量的轮廓坐标方程;通过分析轮廓干涉和干涉坐标异向变动的内在关系,提出了零坐标导数的最小啮合角解析方法;通过最大传动角和极限相位角的内在关系,提出了最大传动角的极限相位角解析方法;最后以渐开线、圆弧和直线转子为例,加以创新方法在两种轮廓构造中的应用论证。结果表明啮合角与形状系数具有直接的因果关系,啮合角越小,形状系数越大;零坐标导数加最大传动角的创新方法等价于现有零曲率半径法,能克服零曲率半径法的应用问题;由内定外轮廓构造中的最小啮合角和极限相位角均为零,而由外定内轮廓构造中最小啮合角均不为零,传动角为不单调函数时极限相位角由零传动角导数确定,单调函数时为端点相位角等。得出以啮合角代替形状系数为轮廓构造变量、零坐标导数和最大传动角代替零曲率半径的方法,逻辑更清晰、方法更简单,解析性更好的重要结论,从而为共轭轮廓的曲线类型创新提供了理论基础。
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关键词
罗茨转子
最大形状系数
最小啮合角
零坐标导数
最大传动角
零曲率半径
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Keywords
Roots rotor
Maximum shape coefficient
Minimum engagement angle
Zero coordinate derivative
Maximum drive angle
Zero curvature radius
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分类号
B752.26
[哲学宗教—外国哲学]
TH166
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名罗茨泵极限真空度及其预抽时间预测模型研究
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作者
李玉龙
宋陆昊
刘天涯
宋安然
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机构
宿迁学院机电工程学院
江苏安全技术职业学院电气工程学院
江苏安全技术职业学院智能制造与应急装备学院
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出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第6期856-864,共9页
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基金
江苏省智能制造装备关键技术工程研究中心资助项目(苏发改高技发[2023]1026号)
江苏省高职院校安全应急装备工程技术研究开发中心资助项目(苏教科函[2023]11号)
+1 种基金
宿迁市自然科学基金资助项目(Z2023139)
宿迁市智能制造重点实验室资助项目(M202108)。
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文摘
针对罗茨泵极限真空度及其预抽时间模型复杂性高、通用性差及精度不足等问题,构建了高精度、简洁且通用的预测模型,为罗茨泵性能优化与精准评估提供理论支撑。建立了基于形状系数的全参数化转子轮廓模型,实现了转子几何特征的精准描述;采用扫过面积法解析理论流量,推导了瞬时流量、平均流量及流量脉动系数的计算公式;基于层流流动理论,结合径向、啮合及端面间隙的几何特征,建立了三大间隙的泄漏模型,其中端面泄漏采用等端漏面积的等效平行矩形板创新模型;基于抽气流量与泄漏流量平衡的原理和预抽基准容积等温转化理论,分别构建了极限真空度及其预抽时间模型,并通过CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)仿真对流量特性、泄漏流量、极限真空度及其预抽时间等进行了多维度验证。结果显示,渐开线轮廓下流量特性参数理论值与仿真值的最大误差为3.84%,泄漏流量理论值与仿真值的一致性误差在4.72%以内,极限真空度理论值与仿真值的误差为4.03%,预抽时间的误差为1.88%,各模型及等效方法的合理性均得到了证实。解析误差处于工程可接受范围内,全参数化设计方法提升了转子轮廓与性能参数的关联度,具备良好的可操作性与可重复性,可直接应用于罗茨泵的性能优化与快速设计,从而为罗茨泵在中高真空系统的工程应用提供了可靠的理论支撑。
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关键词
罗茨泵
极限真空度
预抽时间
泄漏模型
流量特性
计算流体力学仿真
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Keywords
Roots pump
limiting vacuum degree
pre-pumping time
leakage model
flow characteristic
CFD(computational fluid dynamics)simulation
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分类号
B752.26
[哲学宗教—外国哲学]
TH38
[机械工程—机械制造及自动化]
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