Designing the working surfaces of rotary planetary mechanisms

Abstract

EN: Purpose. To design a method for smoothing the working surfaces of stator and rotor with the use of computer simulation to eliminate the impact of the rotor on the stator when they interact. Methodology. Special and general methods of research have been used: interpolation of the point series – to determine the contour nodes of the rotor and the stator of the rotaryplanetary machine; formation of Bsplines – to construct a point series whose coordinates are structurally determined; technology of automated formation of curves in CADsystem SolidWorks – for modelling of functional surfaces of a planetary rotary compressor. Findings. Algorithms for formation of the contours representing curves defined analytically or constructively with a given ac curacy have been developed. The obtained contours are used in the CAD system as linear elements of the surface model. The de veloped method has been tested in the simulation of functional surfaces of a planetary rotary compressor. Optimization of the body shape and rotor profiles in order to increase the productivity of the rotaryplanetary machine has been carried out. Originality. The developed algorithms make it possible to determine the original point series belonging to any curve and pro vide a given interpolation accuracy when forming a Bspline contour or secondorder curve arcs. Computer models of the body surfaces of the rotor are formed on the basis of the gear ratio of the planetary rotary mechanism and the rotor dimensions. In order to increase the performance of the compressor, the working surfaces of the rotor have been optimized. The maximum volume of the working chamber was increased by increasing the radius of the moving gear of the planetary rotary mechanism. In order to prevent the rotor from jamming during compressor operation, the rotor contour was changed. Practical value. The method for modelling the surfaces of complex shape in CADsystem has been developed on the basis of creating contours which with given accuracy represent lines from the surface determinant. This method makes it possible to form computer models of complex surfaces on the basis of a framework consisting of curves absent in CAD libraries. /// UA: Мета. Розробка методу згладжування робочих повер хонь статора й ротора з використанням комп’ютерного моделювання для усунення впливу ротора на статор при їх взаємодії. Методика. Використані спеціальні й загальні методи дослідження: інтерполяція точкових рядів – для визна чення вузлів контуру ротора та статора ротаційноплане тарних механізмів; формування Bсплайнів – для побу дови ряду точок, координати яких структурно визначені; технологія автоматизованого формування кривих у CADсистемі SolidWorks – для моделювання функціо нальних поверхонь планетарнороторного компресора. Результати. Розроблені алгоритми формування кон турів, що представляють аналітично або конструктивно задані криві із заданою точністю. Отримані контури ви користовуються в системі САПР як лінійні елементи мо делі поверхні. Розроблений метод апробовано при моде люванні функціональних поверхонь планетарноротор ного компресора. Проведена оптимізація форми корпусу та профілів ротора з метою підвищення продуктивності роторнопланетарної машини. Наукова новизна. Розроблені алгоритми дозволяють визначати вихідний ряд точок, що належать будьякій кривій, і забезпечують задану точність інтерполяції при формуванні контуру Всплайну або дуг кривих другого порядку. На основі передавального числа планетарно роторного механізму й розмірів ротора сформовані комп’ютерні моделі корпусних поверхонь ротора. З ме тою підвищення продуктивності компресора оптимізо вані робочі поверхні ротора. Максимальний об’єм робо чої камери було збільшено за рахунок збільшення радіуса переміщення шестерні планетарноповоротного меха нізму. Для запобігання заклинювання ротора під час ро боти компресора змінено контур ротора. Практична значимість. Розроблено метод моделюван ня поверхонь складної форми в CADсистемі на основі створення контурів, які із заданою точністю представля ють лінії від визначника поверхні. Цей метод дозволяє формувати комп’ютерні моделі складних поверхонь на основі каркаса, що складається із кривих, яких немає в бібліотеках САПР.