并得出活塞与凸轮的三种接触类型：持续、交替与共同接触微型气泵

　　厦ｆ］大学学位论文著作权操纵声明ｆ燃自己答应厦门大学遵照《中华百姓共和邦粹位条例暂行履行办 法》等规则保存和操纵此学位论文，并向主管部分或其指定机构送交 学位论文（包罗纸质版和电子版），承诺学位论文进入厦门大学图书 馆及其数据库被查阅、轻触开关！借阅。自己答应厦门大学将学位论文参预世界 博士、硕士学位论文共筑单元数据库实行检索，将学位论文的题目和 摘要汇编出书，采用影印、缩印或者其它式样合理复制学位论文。 本学位论文属于： （）１．经厦门大学保密委员会审查审定的保密学位论文， 于年月日解密，解密后实用上述授权。 （）２．不保密，实用上述授权。 （请正在以上相应括号内打“’’或填上相应实质。保密学位论文应 是曾经厦门大学保密委员会核定过的学位论文，未经厦门大学保密委 员会核定的学位论文均为公然学位论文。此声明栏不填写的，默以为 公然学位论文，均实用上述授权。） 声明人（署名）： 摘要跟着我邦邦防职业的迅猛成长，对气氛压缩机的技能央求越来越苛刻，微型气泵工作原理研制 高气压、微体积、净气体等的压缩机势正在必行。本文以新型高压微型微型气泵为 咨询对象，使用ＭＡＴＬＡＢ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ软件和通用ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ软件 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、ＡＤＡＭＳ和ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ对其实行了仿真理解和咨询。重要包罗： （１）咨询压缩机的分类、作事道理与特色；比较理解新旧两种压缩机的异同， 得出新型高压微型微型气泵的凸轮机构较古代曲柄连杆机构构造更紧凑、体积更 小型化、效劳更上等特色；悉数理解新型高压微型微型气泵的构造、作事道理及 各组件功效；扶植热力学模子并对其实行理解预备。微型气泵工作原理 （２）计划并预备新型高压微型微型气泵最要害的凸轮运动机构，确定采用余 弦加快率运动顺序的圆柱双作事面凸轮；扶植并理解其数学模子、轮廓曲面，得 出采用变厚度凸轮构造可避免体例发作噪声或卡死征象；使用ＭＡＴＬＡＢ和 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ软件，USB连接器，扶植并理解凸轮机构空间点位子模子并对其实行运动顺序 仿线）理解了压缩机及单向阀的作事道理；扶植并理解了簧片阀的数学模子， 包罗进排气历程的流量微分方程、运动微分方程、进排气作事历程微分方程。运 用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ软件对簧片阀实行构造计划、预备及校核，通过对簧片阀升程、 气流均匀马赫数、厚度、固有频率等参数的校核预备，验证外面预备的精确性。 （４）咨询新型高压微型微型气泵受力情状；扶植力学模子并使用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ软件对其实行仿真理解。电磁阀维修验证力学模子的精确性，并得出活塞与凸轮的三 种接触类型：一连、瓜代与配合接触。 （５）使用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、ＡＤＡＭＳ软件实行压缩机虚拟样机模子的扶植和运动 体例的运动学仿真理解，验证虚拟样机模子及数学模子精确性。使用ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ 有限元理解软件对重要组件实行模态理解，验证计划的可行性。提出通过普及活 塞小滚轮和凸轮轴装置刚度，可改革组件振动个性的观念。 要害词：气氛压缩机凸轮气阀动力学模态理解 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓ ｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ＮａｔｉｏｎａｌＤｅｆｅｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ Ａｉｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｌｓｏｌｅｄ ｈｉｇｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｉｔ ｓｔｕｄｙａｎｅｗ－ｔｙｐｅ ａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｗｈｉｃｈ ｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｌｌ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｍｉｃｒｏ ｖｏｌｕｍｅ ｃｌｅａｎｇａｓ．Ｔｈｅ ｎｅｗ－ｔｙｐｅ ａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅＭＡＴＬＡＢ， Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ， ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ， ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ， ＡＤＡＭＳ ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓｓｏｆｔｗａｒｅｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：（１）Ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｉｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｃｏｎｔｒａｓｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｎｅｗ－ｔｙｐｅａｉｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓ ｄｒａｗｓ ａｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｎｅｗ－ｔｙｐｅｏｎｅ ｈａｓ ａｍｏｒｅ ｃｏｍｐａｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａ ｓｍａｌｌｅｒ ｓｉｚｅ ｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｈａｎ ｏｌｄｏｎｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｐｉｎｃｉｐｌｅ，ｍａｉｎ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ ｎｅｗ－ｔｙｐｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｆｕｌｌｙａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．（２）Ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｍｏｖｅｍｅｎｔｒｕｌｅ ｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ，ｏｕｔｌｉｎｅ ｃｕｒｖｅ ｃａｌｌｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ａｖａｒｉａｂｌｅ－ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｃａｍ、７ｌ，微型气泵工作原理ｉ廿Ｉ ｃｏｓｉｎｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｍｅｎｔ ｌａｗ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｈｅｌｐｓ ａｖｏｉｄｂａｄ ｎｏｉｓｅ ｌｏｃｋｅｄｄｅａｄ．Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｍｏｖｉｎｇｔｒｏｃｈｏｉｄ ｓｐａｔｉａｌｐｏｉｎｔｓ ｃａｍｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅＩ ｓｏｆｔｗａｒｅｓ。 （３）Ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｃｈｅｃｋｖａｌｖｅ ｄｅｐｔｈｌｙａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ ｌｅａｆｖａｌｖｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｆｌｏｗａｔｅ，ｍｏｖｉｎｇ ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｍｏｄｅｌｓ ａｎａｌｙｓｅｄ．ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｅａｆｖａｌｖｅ．Ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄａｆｔｅｒ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｖａｌｖｅ ｌｉｆｔ，Ｍａｃｈ ｎｕｍｂｅｒ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｎｈｅｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ． （４）Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｎｅｗ—ｔｙｐｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ａｎａｌｙｓｅｄＩＩ ｕｓｉｎｇＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｒｅｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｔｙｐｅｓ ｒｅａｃｈｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｎｔｉｎｕｅｄ，ａｌｔｅｍａｔｅｄ ｊｏｉｎｔｅｄｃｏｎｔａｃｔ． （５）ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ＡＤＡＭＳｓｏｆｔｗａｒｅ ｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｍｏｄｅｌｓ ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｓｃｈｅｍｅ，ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ ＨｐｅｒＷｏｒｋｓｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｐｏｉｎｔｓ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ， ｗｈｉｃｈ ａｓｓｅｍｂｌｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｓｍａｌｌｔｒｕｎｄｌｅ ｃａｍｓｈａｆｔ．Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ａｉｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ；Ｃａｍ；Ａｉｒ Ｖａｌｖｅ；Ｄｙｎａｍｉｃ；Ｍｏｄａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＩＩＩ 目次 中文摘要………………………………………………………………………………．Ｉ 英文摘要………………………………………………………………………………．ＩＩ 第一章绪论…………………………………………………………………………．１ １．１｛慨况……………………………………………………………………………………………………．．１ １．１．１压缩机的分类………………………………………………………………ｌ １．１．２活塞式压缩机概略…………………………………………………………２ １．１．３课题原因与咨询道理………………………………………………………４ １．２邦外里咨询近况与成长趋向………………………………………………………．４ １．２．１海外咨询近况与成长趋向…………………………………………………５ １．２．２邦内咨询近况与成长趋向…………………………………………………６ １．３咨询用具简介……………………………………………………………………８ １．３．１ ＭＡＴＬＡＢ数值预备软件……………………………………………………８ １．３．２ Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ软件…………………………………………………………９ １．３．３ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ板滞计划自愿化软件………………………………………．．１０ １．３．４ ＡＤＡＭＳ动力仿真理解软件………………………………………………１２ １．３．５ ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ有限元理解软件……………………………………………．１２ １．４课题实质及咨询举措…………………………………………………………．１ ３第二章新型高压微型微型气泵的根本构造与作事道理……………１ ５２．１新型高压微型微型气泵的技能参数………………………………………。１ ５２．２新型高压微型微型气泵的构造……………………………………………．．１ ５２．２．１新型高压微型微型气泵的构成…………………………………………．１６ ２．２．２新型高压微型微型气泵各组件构造与功效……………………………．１６ ２．３新型高压微型微型气泵的作事道理………………………………………。１ ９２．４热力学筑模与预备理解……………………………………………………。１ ９２．４．１级数遴选与各级压力比确定……………………………………………．１９ ２．４．２压缩机的转速和行程遴选及校核预备…………………………………．２０ ＩＶ ２．４．３排气系数…………………………………………………………………．２２ ２．４．４进排气温度………………………………………………………………．２５ ２．４．５气缸行程容积……………………………………………………………．２６ ２．４．６气缸直径…………………………………………………………………．２７ ２．４．７气缸行程容积校正………………………………………………………．２７ ２．４．８效劳与功率………………………………………………………………．２８ ２．５本章小结………………………………………………………………………………。２９ 第三章新型高压微型微型气泵的凸轮机构计划与预备………………。３０ ３．１凸轮机构数学模子咨询……………………………………………………………．．３０ ３．１．１凸轮机构运动顺序方程扶植……………………………………………．３０ ３．１．２凸轮机构坐标系界说……………………………………………………．３３ ３．１．３凸轮机构曲面方程扶植…………………………………………………．３４ ３．１．４凸轮机构差错方程扶植…………………………………………………．３５ ３．２凸轮机构计划………………………………………………………………………………。３６ ３．２．１凸轮机构根本参数设定…………………………………………………。微型气泵工作原理３６ ３．２．２凸轮机构参数预备………………………………………………………．３７ ３．３凸轮机构运动顺序仿真与理解………………………………………………………．４０ ３．４本章小结……………………………………………………………………………………．４１ 第四章新型高压微型微型气泵的气阀组件计划与预备………………。４２ ４．１簧片阀的作事道理……………………………………………………………………．４２ ４．２压缩机簧片阀模仿运动理解与数学模子咨询………………………………。４３ ４．２．１根本假设…………………………………………………………………．４３ ４．２．２压缩机运动的数学模子…………………………………………………．４３ ４．２．３簧片阀进排气历程的流量微分方程……………………………………．４４ ４．２．４簧片阀运动微分方程……………………………………………………．４７ ４．２．５簧片阀进排气作事历程微分方程………………………………………．４８ ４．３压缩机各级簧片阀构造计划预备………………………………………………．４９ ４．３．１簧片阀计划规矩…………………………………………………………．４９ ４．３．２升程预备…………………………………………………………………．５０ ４．３．３气流均匀马赫数预备……………………………………………………．５ ｌ４．３．４簧片阀厚度预备…………………………………………………………．５３ ４．３．５质料遴选与频率预备……………………………………………………．５４４．４压缩机簧片阀构造校核预备与矫正…………………………………………５５ ４．４．１簧片阀升程的校核………………………………………………………．５５ ４．４．２气流均匀马赫数与频率校核及矫正……………………………………．５７ ４．５本章小结………………………………………………………………………５８ 第五章新型高压微型微型气泵的动力学个性外面咨询与理解……．５９ ５．１活塞机构力学模子咨询………………………………………………………５９ ５．２活塞机构受力理解与仿真……………………………………………………６０ ５．２．１气体力……………………………………………………………………．６０ ５．２．２惯性力……………………………………………………………………．６１ ５．２．３凸轮对滚用力………………………………………………………．６ｌ ５．２．４轴向力………………………………………………………………………………………．．６ｌ ５．２．５侧向力……………………………………………………………………．６２ ５．２．６活塞与气缸套之间摩擦力………………………………………………．６２ ５．２．７转矩………………………………………………………………………．．６２ ５．３动力学预备……………………………………………………………………６２ ５．３．１基于Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ的新型高压微型微型气泵动力学理解…………．６３ ５．３．２动力学预备措施计划……………………………………………………．６３ ５．４动力学预备结果与动态个性理解…………………………………………。６７ ５．４．１各级气缸气体压力仿真及理解…………………………………………．６７ ５．４．２各级气缸气体受力仿真及理解…………………………………………．６９ ５．４．３轴向力仿真及理解………………………………………………………．７１ ５．５本章小结……………………………………………………………………。７３ 第六章新型高压微型微型气泵虚拟样机的运动学仿线基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的新型高压微型气泵虚拟样机筑模……………………７４ ６．１．１虚拟样机组件模子扶植…………………………………………………．７４ ６．１．２简化模子扶植……………………………………………………………．７８ ６．２ ＡＤＡＭＳ众刚体体例动力学根底……………………………………………７９ ６．２．１ ＡＤＡＭＳ众刚体体例观点…………………………………………………７９ ６．２．２ ＡＤＡＭＳ众刚体体例动力学筑模外面……………………………………８０ ６．３基于ＡＤＡＭＳ的运动学仿真理解的体例筑模……………………………．．８１ ＶＩ ６．３．１体例筑模境遇……………………………………………………………．８ｌ ６．３．２辅助模子扶植……………………………………………………………．８１ ６．３．３增加抑制…………………………………………………………………．８２ ６．３．４施加载荷…………………………………………………………………．８３ ６．４基于ＡＤＡＭＳ的运动学仿真结果与理解……………………………………．．８３ ６．５本章小结…………………………………………………………………………８５ 第七章新型高压微型气泵虚拟样机的模态理解…………………………．８６ ７．１模态理解的有限元根本道理…………………………………………………８６ ７．２模态理解模子的扶植……………………………………………………………………８７ ７．２．１模态理解的须要性………………………………………………………．８７ ７．２．２组件简化模子的扶植……………………………………………………．８７ ７．３基于ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ的有限元理解……………………………………………．８８ ７．３．１活塞组件…………………………………………………………………．８８ ７．３．２凸轮轴组件………………………………………………………………１０１ ７．４本章小结…………………………………………………………………………１ ０７ 第八章总结与预测…………………………………………………………………．１ ０８ ８．１总结…………………………………………………………………………………………………．１ ０８ ８．２预测…………………………………………………………………………………………………．１ ０９ 附录…………………………………………………………………………………………。１１ ０参考文献……………………………………………………………………………１１ ２硕士光阴颁发的学术论文及得到的成绩………………………………．１２１ 伸谢…………………………………………………………………………………………。１ ２２ ＶＩＩ Ｔａｂｌｅ ＣｏｎｔｅｎｔｓＡｂｓｔｒａｃｔ Ｃｈｉｎｅｓｅ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．……．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．……．．．．……．．．．．…．．．ＩＡｂｓｔｒａｃｔ ＩＩＣｈａｐｔｅｒ １Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ １．１Ｏｖｅｒｖｉｅｗ………………………………………………………………………………………………．１ １．１．１ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ………………………………………………………………．１１．１．２ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆＰｉｓｔｏｎ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ……………………………………………………………２ １．１．３ Ｓｏｔａ＇ｃｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ…………………………………………………．．４１．２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄ Ａｂｒｏａｄ………………．．４１．２．１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄ Ａｂｒｏａｄ…．…．…．……．…．…．…．…．．．．５１．２．２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｕｓ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄ Ｃｈｉｎａ…………………………………．６１．３ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＲｅｓｅａｒｃｈＴｏｏｌｓ………………………………………………………………．．８ １．３．１ ＭＡＴＬＡＢ…………………………………………………………………………………………．．８ １．３．２ Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ…………………．……………………………………………．．………．．……．．９ １．３．３ ＳｏｌｉｄＷ６ｒｋｓ………………………………………………………………………………………１０ １．３．４ ＡＤＡＭＳ…………………………………………………………………………………………．．１２ １．３．５ ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ…．．…．．．．…．……．………．．．．．………．………．……………．……．．．……．…．．…．１２ １．４ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｍｅｔｈｏｄｓ…………………………………………………………………………．．１３Ｃｈａｐｔｅｒ ２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｎｅｗ－ｔｙｐｅＨｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ．．． ５２．１Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｎｅｗ—ｔｙｐｅＨｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ…………．１ ５２．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｎｅｗ—ｔｙｐｅＨｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ……………………………１ ５２．２．１ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆｔｈｅ Ｎｅｗ－ｔｙ’ｐｅ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ………………．．．…．．．１６ ２．２．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６ ２．３ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｎｅｗ－ｔｙｐｅＨｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ…………… ９２．４Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃＭｏｄｅｌ…………………………１ ９２．４．１ Ｓｔａｇｅｓ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ＰｒｅｓｓｕｒｅＲａｔｉｏ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ ９ＶＩｌｌ ２．４．２ Ｒｏｔａｔｅ Ｓｐｅｅｄ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ＲｏｕｔｅＣｈｅｃｋｉｎｇ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ………………………．２０ ２．４－３ Ｔｈｅ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｒａｔｉｏ……………………………………………………………………………．２２ ２．４．４ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆＩｎｔａｋｅ ＥｘｈａｕｓｔＡｉｒ………………………………………………．．２５ ２．４．５ Ｓｔｒｏｋｅ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆＣｙｌｉｎｄｅｒ…………………………………………………………………２６ ２．４．６ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２７２．４．７ Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｓｔｒｏｋｅ Ｖｏｌｕｍｅ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２７ ２．４．８ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐｏｗｅｒ．……．…．……．．……．…．………．…．．……………．．…．．…………．．．２８２．５ Ｓｕｍｍａｒｙ……．．……………………………………………………………………………………… ２９ Ｃｈａｐｔｅｒ ３Ｄｅｓｉｇｎ ＴｈｅＣａｍ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ．．．３０３．１ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ ＣａｍＭｅｃｈａｎｉｓｍ……．．………………………………………．．３０ ３．１．１ Ｍｏｔｉｏｎ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆＣａｍ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ…………………………………………………．３０ ３．１．２ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ＣａｍＭｅｃｈａｎｉｓｍ………………………………………………．３３ ３．１．３ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆＣａｒｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ…………………………………………………．３４ ３．１．４ Ｅｒｒｏｒ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆＣａｍ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ……………………………………………………．．３５ ３．２ Ｄｅｓｉｇｎ ＣａｍＭｅｃｈａｎｉｓｍ……………………………………………………………………．３６ ３．２．１ Ｂａｓｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ………………………………………………………………………………３６ ３．２．２ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ＣａｍＭｅｃｈａｎｉｓｍ…………………………………………．．３７ ３．３ Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＣａｍＭｅｃｈａｎｉｓｍ…………………………… ．４０ ３．４ Ｓｕｍｍａｒｙ……………………………………………………．．………………………………………．４１ Ｃｈａｐｔｅｒ ４Ｄｅｓｉｇｎ ＶａｌｖｅｓＡｓｓｅｍｂｌｙ ４２４．１ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ＲｅｅｄＶａｌｖｅ……………………………………………………４２ ４．２ Ｍｏｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｏｄｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＲｅｅｄＶａｌｖｅ…………………………………………………………………………………………………………．４３ ４．２．１ Ｂａｓｉｃ Ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓ……………………………………………………………………………．４３ ４．２．２ Ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆｔｈｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ…………………………………………………．．４３ ４．２．３ Ｔｈｅ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｆｌｏｗ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｅｑｕｍｉｏｎ ＲｅｅｄＶａｌｖｅ……………．．４４ ４．２．４砀ｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｅｑｕｍｉｏｎ ｏｆＲｅｅｄ Ｖａｌｖｅ…………………………………．．４７ ４．２．５ Ｔｈｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ＲｅｅｄＶａｌｖｅ ａｂｏｕｔ ＥｘｈａｕｓｔＰｒｏｃｅｓｓ．…．…………………．…．…．…。．．………．．…………．……．…．．…．．．…．…．……．……．……．…４８ ４．３ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ＲｅｅｄＶａｌｖｅｓ…………………………………．．４９ ４．３．１ Ｄｅｓｉｇｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ………………………………………………………………………………４９ ＩＸ ４．３．２ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ｌｉｆｔ………………………………………………………………………．５０ ４．３．３ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍａｃｈ Ｎｕｍｂｅｒ……………………………………………５１ ４．３．４ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ………………………………………………………………５３ ４．３．５ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ………………………………………５４ ４．４ Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ＣｈｅｃｋｉｎｇＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ＲｅｅｄＶａｌｖｅ……… ５５４．４．１ Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ＣｈｅｃｋｉｎｇＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ Ｌｉｆｔ……………．．５５ ４．４．２ Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ＣｈｅｃｋｉｎｇＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ＡｖｅｒａｇｅＭａｃｈ Ｎｕｍｂｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ………．………………………………………………………………．５７４．５ Ｓｕｍｍａｒｙ………………………………………………………………………………………………５８ Ｃｈａｐｔｅｒ ５Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ｓｔｕｄｙ ＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ。．．。．．…．．．……。………。…．．．。．．。．．。。．．．。。．．．．．．……．。。。。．．．。。．。．５９ ５．１ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｄｅｌ ＰｉｓｔｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍ……………．。……………………………………５９ ５．２ Ｆｏｒｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＰｉｓｔｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍ………………………．．６０ ５．２．１ １１１ｅ Ｇａｓ Ｆｏｒｃｅ…………………………………………………………………………………．．６０ ５．２．２ Ｔｈｅ Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｆｏｒｃｅ……………………………………………………………………………．．６１ ５．２．３ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｆｒｏｍ Ｃａｍ Ｒｏｌｌｅｒ……………………………………………………………．．６１５．２．４ Ｔｈｅ Ａｘｉａｌ Ｆｏｒｃｅ………………………………………………………………………………．．６１ ５．２．５ Ｔｈｅ Ｌａｔｅｒａｌ Ｆｏｒｃｅ……………………………………………………………………………．．６２ ５。２．６ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｐｉｓｔｏｎ ＣｙｌｉｎｄｅｒＬｉｎｅｒ…………………………………………６２ １；．２．７ ｌｂｒｑｕｅ．．…．．…．…………．．…．………．……………．…………．……．…．…．…．…．．…．．．…．．…．６２ ５．３ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ……………………………………………………………………………．６２ ５．３．１ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｎｅｗ－ｔｙｐｅＨｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｂａｓｅｄ ＭｉｃｒｏｓｏｆｌＥｘｃｅｌ…………………………．．………．…………………………………………………．．６３ ５．３．２ Ｔｈｅ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．…………．………．……………６３ ５．４ Ｔｈｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｕｌｔｓ ＤｙｎａｍｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ… ６７１；．４．１ Ｔｈｅ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＧａｓ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ………………………………………．６７ １；．４．２ Ｔｈｅ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＧａｓ Ｆｏｒｃｅ……．．…．…………．…．…．…．．………．．．６９ １；．４．３ Ｔｈｅ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｘｉａｌ Ｆｏｒｃｅ…………………………………………７１ ５．５ Ｓｕｍｍａｒｙ………………………………………………………………………………………………７３ Ｃｈａｐｔｅｒ ６Ｔｈｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ”７４６．１ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ＶｉｒｔｕａｌＰｒｏｔｏｔｙｐｅ Ｂａｓｅｄ ６．１．１Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ……………………………．．７４ ６．１．２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｅｌｓ………………………………………………７８ ６．２ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｍｕｌｔｉ－Ｒｉｇｉｄ—ＢｏｄｙＳｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ＡＤＡＭＳ………………………７９６．２．１ Ｔｈｅ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆＭｕｌｔｉ—Ｒｉｇｉｄ—Ｂｏｄｙ Ｓｙｓｔｅｍ…………………………………………．．７９ ６．２．２ Ｔｈｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ Ｍｕｌｔｉ—Ｒｉｇｉｄ－ＢｏｄｙＳｙｓｔｅｍ………………８０ ６．３ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ＫｉｎｅｍａｔｉｃｓＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ １６．３．１Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ………………………………………………………………………８１ ６．３．２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ Ｓｕｂｍｏｄｅｌｓ……………．……………．…………………．………………８１６．３．３ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ Ａｄｄｉｎｇ………………………．…………．………………………………………．８２ ６．３．４ Ｐａｙｌｏａｄ Ａｄｄｉｎｇ………………………………………………………………………………．．８３ ６．４ Ｔｈｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｕｌｔｓ ＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄ ＡＤＡＭＳ………８３ ６．５ Ｓｕｍｍａｒｙ………………………………………………………………．…………………………… ８５Ｃｈａｐｔｅｒ ７Ｍｏｄａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＴｈｅＶｉｒｔｕａｌ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ Ｍｏｄｅｌ ８６７．１ Ｔｈｅ Ｂａｓｉｃ ＦＥＭ Ｔｈｅｏｒｙ ＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓ…………………………………………… ８６７．２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆＡｎａｌｙｓｉｓ Ｍｏｄｅｌｓ…………………………………………………………．８７ ７．２．１ Ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆＭｏｄａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ………………………………………………………………８７ ７．２．２ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇ…．……………………………………………．．８７ ７．３ Ｔｈｅ Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｂａｓｅｄ ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ………………………………８８ ７．３．１ Ｐｉｓｔｏｎ Ａｓｓｅｍｂｌｙ………………………………………………………………………………．８８ ７．３．２ Ｃａｍｓｈａｆｔ Ａｓｓｅｍｂｌｙ…………………………………………………………………………１０１ ７．４ Ｓｕｍｍａｒｙ……………………………………………………………………………………………．１ ０７ Ｃｈａｐｔｅｒ ８Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ０８８．１ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ…………………………………………………………………………………………１ ０８ ８．２ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ………………………………………………………………………………………………１ ０９ Ａｐｐｅｎｄｉｃｅｓ．．．．…．．．．．．．．．．…．．．…．．．……………… Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ…．…．…．．．．．．．…．．．…………．．．…．…．…．……．．…．…．．…．……．．．．．．………．．１１２Ｐａｐｅｒｓ ２２ＸＩ 第一章绪论 １．１概略 第一章绪论 气氛压缩机（空压机）是一种将气氛实行压缩从而普及气体压力或输送气体 的呆板，是将原动机（广泛是电动机）的板滞能转换成气体压力能的装备，是压缩 气氛的气压发作装备…。 １．１．１压缩机的分类 压缩机行动通用筑设的一种，用处极广、品种繁众，被遍及使用于军事、交 通、石化、电力、冶金、食物、医药等范畴。如图１．１所示，可遵照压缩机作事 道理、压送介质、排气压力巨细与级数众少，永诀对其实行分类。 一活塞式ｌ道理分１ 图１．１压缩机分类道理图Ｆｉｇ．１．１ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｄｉａｇｒａｍ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ如图１．１所示，按作事道理可将压缩机分为容积式和速率式【２１。容积式压缩机 通度日塞的来去挽救运动负气体容积缩小、气体压力随之升高；速率式压缩机通