滑片式压缩机是空调、制冷系统的关键组成部分,在制冷系统中起到压缩、传递制冷剂蒸汽的作用,保证制冷循环正常运行。一个优良的滑片式压缩机应具备低摩擦、高排量、高效率等特点。压缩机的性能在一定程度上决定了空调、制冷系统的性能,因此滑片式压缩机的改进设计及其动态特性研究一直是重要的研究课题。同时滑片作为滑片式压缩机中的薄壁构件,在高转速和高负载情况下十分容易损坏,滑片摩擦损失在一定程度上决定了压缩机的工作效率和使用寿命。本文针对现有的滑片式压缩机存在的问题,提出一种外驱动式滑片压缩机,并对该压缩机的动态特性进行研究,该新型压缩机具有可降低滑片摩擦、可承受较大气体压力和工作转速、适用于偏心距较大场合、外置的驱动装置容易实现多个压缩机的按给定相位差运行进而提高排气量等创新点。论文的主要研究工作如下:对外驱动式滑片压缩机的传动方案进行设计,采用一对圆齿轮和非圆齿轮驱动转子和气缸,能有效消除气缸转动惯量的影响。然后对压缩机的吸气、压缩、排气过程进行分析,并得到了理想工况下的工作腔腔体体积与压力的变化规律。最后对非圆齿轮的节曲线和齿廓进行设计,非圆齿轮的向径范围仅变化13%,确保了非圆齿轮传动的机械效率可以接近圆齿轮传动的机械效率,为压缩机的动力学分析奠定了基础。基于滑片、转子、气缸的动力学分析,对外驱动式滑片压缩机的摩擦区域包括滑片侧、滑动轴承、滑片顶部、转子与气缸端面的摩擦损失进行分析计算,发现主要的摩擦区域是滑片侧和滑动轴承处,在一个工作周期平均摩擦损失分别为23.6 W和27.4 W。同时对整机的功率和机械效率进行计算,绝热压缩功率为1283.1 W,并且有着88.3%这一较为理想的机械效率,验证了该传动方案设计的可实用性。将外驱动式滑片压缩机与旋转叶片压缩机进行比较,从摩擦和机械效率的对比可以发现,虽然外驱动式滑片压缩机的机械效率下降了5.1%,但滑片侧的摩擦损失却减少了51%。通过研究两种压缩机滑片的摩擦损失,进一步提出了优化设计方案,采用弹性联轴器将非圆齿轮的动力传递给气缸,可进一步降低滑片侧的摩擦损失至2.2 W。基于ADAMS建立了外驱动式滑片压缩机的动力学仿真模型,将压缩机工作过程中的气体载荷添加到仿真模型中。对压缩机关键零部件的位移、速度、加速度、接触力等参数进行了仿真模拟,得到非圆齿轮最大角速度为346 rad/s,接近理论分析的338 rad/s,验证了仿真模型的准确性。同时发现整机系统产生的振动主要是非圆齿轮啮合冲击引起的,为外驱动式滑片压缩机的优化设计提供了理论基础。通过模态分析得到了非圆齿轮和气缸的固有频率和振型,非圆齿轮一阶固有频率10108 Hz远离压缩机工作频率48 Hz;气缸一阶固有频率2381 Hz远离气缸激振频率范围42～54 Hz,有效防止系统发生共振。通过试验验证了气缸在自由模态下的仿真结果,试验与仿真最大误差在8%以内,有效的验证了有限元模型的准确性,并对非圆齿轮和气缸的结构参数影响进行分析,增大非圆齿轮的齿宽和内孔半径可使非圆齿轮的固有频率提高;减小气缸半径和腔体轴向长度可使气缸的固有频率提高。