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基于小型轻量化的考虑,现行涡旋压缩机的涡旋圈数较少导致内压力比较小,在夏季运行过程中,容易产生排气欠压缩的现象,导致压缩机的等熵效率下降。变齿高涡旋压缩机通过改变涡旋盘的齿高尺寸,提高压缩机的内容积比以达到提高内压力比的目的。为了提高变齿高涡旋压缩机的运行寿命,本文利用有限元方法对涡旋盘进行了温度场和压力场耦合作用下的热应力分析和疲劳寿命分析,并根据等效应力分布情况进行了涡旋齿高参数的优化。具体研究内容如下:(1)分析变齿高涡旋压缩机的几何理论,通过计算得出各压缩腔容积以及气体压力,为后续进行热应力分析提供理论依据;(2)建立动涡旋盘的实体模型,导入到有限元软件中建立有限元模型,进行了温度载荷与气体压力载荷耦合作用下的应力变形分析。仿真结果表明,涡旋齿的根部产生了应力集中现象并且应力数值较大,最大等效应力发生在齿根台阶附近,最大变形则发生在齿头顶部;(3)根据热应力分析结果进行了涡旋齿高参数的优化,优化后的动涡旋盘最大等效应力降低了8.52%。采用名义应力法,根据涡旋盘材料的S-N曲线,国标试验工况下的载荷谱,对优化后的动涡旋盘进行了疲劳寿命分析。分析表明,动涡旋盘的最小寿命位置就是最大等效应力的发生位置,经过优化后的动涡旋盘疲劳寿命可达到393.25小时;(4)研制了变齿高涡旋压缩机样机,进行制冷性能实验、耐久性实验和噪声监测。实验结果表明,变齿高涡旋压缩机经过结构优化其性能和寿命可以达到相关国家标准要求。