叶轮机械的叶片相贯线、叶片的设计方法及叶轮机械的叶片技术

本发明专利技术公开一种叶轮机械的叶片相贯线的设计方法包括：根据二维的叶片外环骨线确定叶片的二维的叶片外环型线，根据叶片外环型线和外环的内表面参数确定叶片与外环的相贯线；根据二维的叶片外环骨线和外环的内表面参数计算二维的叶片外环骨线在外环的内表面上对应的三维的叶片外环骨线；根据三维的叶片外环骨线确定投影向量，根据投影向量确定投影面，对三维的叶片外环骨线在投影面上进行投影；对三维的叶片外环骨线在投影面上的投影取点集以确定二维的叶片内环骨线；根据确定的二维的叶片内环骨线确定叶片的二维的叶片内环型线，根据二维的叶片内环型线、投影面的参数和内环的外表面参数确定叶片与内环的相贯线。外表面参数确定叶片与内环的相贯线。外表面参数确定叶片与内环的相贯线。

【技术实现步骤摘要】
叶轮机械的叶片相贯线、叶片的设计方法及叶轮机械的叶片


[0001]本专利技术涉及叶轮机械领域，特别涉及一种叶轮机械的叶片相贯线、叶片的设计方法及叶轮机械的叶片。

技术介绍

[0002]叶轮机械在工程应用中使用广泛，包括风机、液力变矩器、水泵、压气机等。叶轮机械一般由叶栅和位于叶栅的外侧的外环和内侧的内环组成，叶栅由包括绕旋转轴周期排布的多个叶片，内环包括前盘、外环包括后盘，叶栅与前盘、后盘之间围成的通道形成流体流动的流道，通过叶栅与流体的相互作用实现机械能与流体动能的相互转化。叶栅的叶片是叶轮机械的核心组成部分，其设计的好坏直接影响叶轮机械的性能表现。叶片形状根据其应用场合的不同差别很大，包括二维直板叶片、非等厚三维扭曲叶片等。中国专利申请号201310028487.X的专利申请提出一种用解析函数表示的翼型及其生成方法，叶片的单环面采用上、下型线解析函数表示。中国专利申请号201710523249.4的专利申请公开了一种多翼离心风机叶片，叶片型线的进口端曲线为对数螺旋线，出口端型线为圆弧线。中国专利申请号201510036723.1专利申请公开了一种基于贝塞尔曲线的液力变矩器二维叶片型线的构造方法，公开了通过给定液力变矩器的循环圆，利用贝塞尔曲线构造泵轮叶片内环的二维的叶片骨线，然后利用该二维的叶片骨线构造叶片厚度分布从而得到了二维叶片型线。中国专利申请号201510036723.1专利申请公开了一种基于贝塞尔曲线的液力变矩器二维叶片型线的构造方法，公开了通过给定液力变矩器的循环圆，利用贝塞尔曲线构造泵轮叶片内环的二维的叶片骨线，然后利用该二维的叶片骨线构造叶片厚度分布从而得到了二维叶片型线。中国专利申请号201410220625.9的专利申请公开了一种基于儒科夫斯基型线的液力变矩器叶片造型，公开了通过儒科夫斯基型线构造单元叶片二维的叶片内环型线和叶片外环型线，然后根据给定的循环圆的参数构造三维叶片内环曲线和外环曲线，最后叶片造型。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种叶轮机械的叶片相贯线的设计方法，通过该设计方法能够构造合适的叶轮机械的叶片相贯线，从而有助于保证叶片的适应性、多样性、灵活性和很好的工艺性。
[0004]本专利技术第一方面公开一种叶轮机械的叶片相贯线的设计方法，叶轮机械包括外环、位于所述外环内侧的内环和连接在所述内环外表面和所述外环内表面之间的叶片，所述叶轮机械的叶片相贯线的设计方法包括：
[0005]给定二维的叶片外环骨线、所述外环的内表面参数和所述内环的外表面参数；
[0006]根据所述二维的叶片外环骨线确定所述叶片的二维的叶片外环型线，根据所述二维的叶片外环型线和所述外环的内表面参数确定所述叶片与所述外环的相贯线；
[0007]根据所述二维的叶片外环骨线和所述外环的内表面参数计算所述二维的叶片外
环骨线在所述外环的内表面上对应的三维的叶片外环骨线；
[0008]根据所述三维的叶片外环骨线确定投影向量，根据所述投影向量确定投影面，对所述三维的叶片外环骨线在所述投影面上进行投影；
[0009]对所述三维的叶片外环骨线在所述投影面上的投影取点集以确定二维的叶片内环骨线；
[0010]根据确定的所述二维的叶片内环骨线确定所述叶片的二维的叶片内环型线，根据所述二维的叶片内环型线、所述投影面的参数和所述内环的外表面参数确定所述叶片与所述内环的相贯线。
[0011]在一些实施例中，根据所述三维的叶片外环骨线确定投影向量包括：
[0012]确定所述三维的叶片外环骨线的极值点，对所述三维的叶片外环骨线的起始点和终点进行连线得到第一线段，过所述极值点做与所述连线的垂直且相交于第一点的第一直线；
[0013]在与所述第一直线垂直的平面内过所述极值点做半径为r1的第一圆，在与所述第一直线垂直的平面内过所述第一点做半径为r2的第二圆，其中r1小于r2，且r1和r2均小于所述第一线段的长度的一半，在所述第一圆内取第二点，在所述第二圆内取第三点，将连接所述第二点和所述第三点得到的向量确定为所述投影向量。
[0014]在一些实施例中，设所述极值点的坐标为(x
M
，y
M
，z
M
)，设所述第一点的坐标为(x
H
，y
H
，z
H
)，连接所述极值点和所述第一点得到第一向量，设第一向量的空间坐标为(V
x
，V
y
，V
z
)，设所述第二点的坐标为(x1，y1，z1)，设所述第三点的坐标为(x2，y2，z2)，其中：
[0015][0016][0017]y1∈(y
M
‑
r1，y
M
+r1)，x2∈(x
H
‑
r2，x
H
+r2)，y2∈(y
H
‑
r2，y
H
+r2)。
[0018]在一些实施例中，根据所述三维的叶片外环骨线确定投影向量包括：
[0019]确定所述三维的叶片外环骨线的极值点，对所述三维的叶片外环骨线的起始点和终点进行连线得到第一线段，过所述极值点做与所述连线的垂直且相交于第一点的第一直线；
[0020]过所述极值点在所述第一直线和所述第一线段确定的平面内向所述第一直线的一侧偏转角度α做第二直线，和在与所述第一直线和所述第一线段确定的平面相垂直的平面内向所述第一直线的一侧偏转角度β做第三直线，第二直线与第一线段交于第四点，连接所述极值点和所述第四点得到第二向量，根据所述第三直线得到第三向量，所述投影向量等于所述第二向量和所述第三向量的向量和。
[0021]在一些实施例中，所述二维的叶片外环骨线为贝赛尔曲线。
[0022]本专利技术第二方面公开一种叶轮机械的叶片的设计方法，包括任一所述叶轮机械的叶片相贯线的设计方法。
[0023]在一些实施例中，还包括：用直线对所述叶片与所述内环的相贯线和所述叶片与所述外环的相贯线进行扫掠以得到所述叶轮机械的叶片。
[0024]本专利技术第三方面公开一种叶轮机械的叶片，包括应用所述的叶轮机械的叶片的设
计方法进行设计。
[0025]在一些实施例中，所述叶轮机械的叶片包括液力变矩器的泵轮的叶片，所述外环包括泵轮外壳，所述内环包括泵轮导环；或所述叶轮机械的叶片包括液力变矩器的涡轮的叶片，所述外环包括涡轮外壳，所述内环包括涡轮导环
[0026]基于本专利技术提供的叶轮机械的叶片相贯线的设计方法，通过利用二维的叶片外环骨线计算三维的叶片外环骨线，然后对三维的叶片外环骨线通过找到合适的投影向量投影后利用该投影确定二维的叶片内环骨线，可以方便地、有效的得到合适、协调的二维的叶片内环骨线，通过该种方法得到的叶轮机械的叶片相贯线更加合理、协调和有效，制作得到的叶片力学性能好、工艺性好。
[0027]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶轮机械的叶片相贯线的设计方法，叶轮机械包括外环、位于所述外环内侧的内环和连接在所述内环外表面和所述外环内表面之间的叶片，其特征在于，所述叶轮机械的叶片相贯线的设计方法包括：给定二维的叶片外环骨线、所述外环的内表面参数和所述内环的外表面参数；根据所述二维的叶片外环骨线确定所述叶片的二维的叶片外环型线，根据所述二维的叶片外环型线和所述外环的内表面参数确定所述叶片与所述外环的相贯线；根据所述二维的叶片外环骨线和所述外环的内表面参数计算所述二维的叶片外环骨线在所述外环的内表面上对应的三维的叶片外环骨线；根据所述三维的叶片外环骨线确定投影向量，根据所述投影向量确定投影面，对所述三维的叶片外环骨线在所述投影面上进行投影；对所述三维的叶片外环骨线在所述投影面上的投影取点集以确定二维的叶片内环骨线；根据确定的所述二维的叶片内环骨线确定所述叶片的二维的叶片内环型线，根据所述二维的叶片内环型线、所述投影面的参数和所述内环的外表面参数确定所述叶片与所述内环的相贯线。2.如权利要求1所述叶轮机械的叶片相贯线的设计方法，其特征在于，根据所述三维的叶片外环骨线确定投影向量包括：确定所述三维的叶片外环骨线的极值点，对所述三维的叶片外环骨线的起始点和终点进行连线得到第一线段，过所述极值点做与所述连线的垂直且相交于第一点的第一直线；在与所述第一直线垂直的平面内过所述极值点做半径为r1的第一圆，在与所述第一直线垂直的平面内过所述第一点做半径为r2的第二圆，其中r1小于r2，且r1和r2均小于所述第一线段的长度的一半，在所述第一圆内取第二点，在所述第二圆内取第三点，将连接所述第二点和所述第三点得到的向量确定为所述投影向量。3.如权利要求2所述叶轮机械的叶片相贯线的设计方法，其特征在于，设所述极值点的坐标为(x
M
，y
M
，z
M
)，设所述第一点的坐标为(x
H
，y
H
，z
H
)，连接所述极值点和所述第一点得到第一向量，设第一向量的空间坐标为(V
x
，V
y
，V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建华，周康，赵斌，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：