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研究生:陳翰儀
研究生(外文):Chen, Hanyi
論文名稱:雙繞動延伸漸開線渦卷式壓縮機之研究
論文名稱(外文):Study On Twin Orbiting Extended Involute Scroll Compressors
指導教授:陳建發陳建發引用關係
指導教授(外文):Chen, Chienfa
口試委員:白炳文劉家彰
口試委員(外文):Bair, BiingwenLiu, Chiachang
口試日期:2011-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:國立聯合大學
系所名稱:機械工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:延伸漸開線渦卷壓縮機有限元素法雙繞動渦卷
外文關鍵詞:extended involutescroll compressorsFEMtwin orbiting scroll
相關次數:
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相較於齒輪僅繞旋轉軸旋轉而不平移的動作方式,傳統渦卷式壓縮機係以一繞動渦卷對一固定渦卷進行公轉,繞動渦卷本身並不自轉的方式運轉。然而目前並沒有任何有關雙繞動渦卷式壓縮機的研究,本文提出雙繞動渦卷概念,並完成雙繞動延伸漸開線渦卷式壓縮機的研究。根據齒輪原理及創成機構,本文首先推導完整的延伸漸開線雙繞動渦卷線形數學模式。接著,以所推導的數學模式建立渦卷之實體模型,並利用有限元素分析軟體ABAQUS模擬分析單一繞動渦卷在受壓力及溫度作用下,其渦卷上的應力及變形分佈。其中在分析渦卷熱效應之前,必須先獲得渦卷之溫度場,再以此溫度條件得到渦卷之應力及變形之分佈。最後,將兩繞動渦卷進行嚙合,分析雙繞動渦卷之應力及變形分佈。由於不同的設計參數會影響渦卷之線形,因此本文亦針對渦卷延伸量、銑刀半徑、渦卷底盤厚度及渦卷葉片高度對渦卷應力及變形之影響進行研究。根據分析結果,提出一組最佳的渦卷設計參數,以達到減少雙繞動渦卷應力及變形的目的。最後,希望本文所提出的雙繞動渦卷式壓縮機創成方式及建議,能對渦卷式壓縮機的設計及研究有所幫助。

As compared to the motion of a gear which rotates its own axis without translation motion, the orbiting scroll member of the scroll type compressor moves around the fixed scroll member without self-rotation. No gearing mechanism and mathematical model of a scroll type compressor with two orbiting scroll members has yet been described in the literature. In this thesis, a generating mechanism for twin orbiting scrolls is proposed originally.This thesis presents a complete mathematical mode for twin orbiting extended involute scrolls based on the gear theory and the generating mechanism. According to the derived mathematical models, stress and deformation of the orbiting members under operating conditions, pressure and temperature, are simulated by using the FEM software, ABAQUS. A temperature distribution on scrolls must be obtained before the thermal effect of scrolls can be analyzed. Then, the distributions of the thermal deformation and the thermal stress on scrolls are analyzed. Finally, two orbiting scrolls are engaged with each other and analyses are performed to determine the stress and deformation distributions.The distributions of stress and deformation due to the design parameters, such as extend distance, radius of milling cutter, thickness of scroll chassis and height of scroll wrap, are also investigated. By comparing the results, this thesis proposes related modify methods. Finally, a set of optimum design parameters can be obtained to reduce the stress and deformation on scrolls. It is hope that the twin orbiting mechanism proposed and the suggestions made are helpful to the design of scrolls of scroll type compressor.

摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1-1 簡介 1
1-2 文獻回顧 4
1-3 研究方向 5
第二章 雙繞動渦卷之數學模式 8
2-1延伸漸開線之軌跡方程式 8
2-2延伸漸開線形渦卷之數學模式 10
2-3雙繞動渦卷之數學模式 13
2-5 渦卷之性質分析 22
2-5-1渦卷壓縮腔之體積 22
2-5-2渦卷壓縮腔之溫度與壓力計算 24
2-5-3容積比與理論壓縮比 24
2-6 渦卷之雙圓弧修整 26
第三章 有限元素法分析 28
3-1前言 28
3-2渦卷幾何模型與分析資料說明 28
3-3 模擬分析步驟 30
3-3-1前處理 30
3-3-2分析作業 39
3-3-3後處理 39
3-4 分析結果 39
第四章 雙繞動渦卷不同設計參數之分析 60
4-1改變漸開線之延伸量 60
4-2改變底盤之厚度 63
4-3改變圓柱型銑刀之半徑 66
4-4修整渦卷葉片前端之高度 70
第五章 結論與展望 74
5.1結論 74
5.2未來展望 76
參考文獻 77


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