论文摘要
在竞争日益激烈的经济社会,石油作为经济发展的重要能源已经受到广泛关注,而开采石油的工具与技术也在进行着高速度的改进与提高。当前国内外石油开采中最先进的打丛式井、定向井等钻井技术主要使用螺杆钻具,其中的单螺杆马达作为主要的井下动力工具,其性能直接影响着工程上的使用寿命及效率,所以改进单螺杆马达性能对实际工程乃至经济发展有着重要的意义。由于传统螺杆马达性能的改进主要是针对摆线类型线的修改,所以对螺杆马达型线的改进以及设计行之有效的设计工具对改进螺杆马达性能而言具有重要意义。本文根据传统螺杆马达设计中的问题与理论,主要进行了以下几方面的工作：（1）理论上,根据已知的内外摆线方程,求出单参数的内外摆线等距线方程,与传统双参数方程相比,更便于讨论与研究；（2）将曲线拼接技术应用于螺杆廓形理论设计中,针对已知的二维曲线数据,分析多段曲线不光滑衔接的位置并通过相应算法进行曲线的光滑拼接；（3）对拼接后的光滑曲线（定子或转子曲线）生成与之相互啮合的共轭曲线,并进行相应的啮合性分析；（4）通过计算机编程能够绘出螺杆曲线,并通过图形的放大功能直观地找出不能平滑过渡的位置,对不光滑过渡的状况实现光顺；并绘出相互啮合的定子或转子图形,生成相应的转子或定子数据。本文对廓形曲线方程进行理论研究,并通过曲线拼接等技术对现有的螺杆马达廓形曲线不光滑衔接处进行了改进,提高了螺杆马达廓形曲线的质量,改进了定、转子啮合性能。这些工作将对今后延长螺杆寿命、提高螺杆钻具工作效率具有实际的意义。本文使用C++语言进行软件编程,实现了螺杆马达廓形部分设计工具的设计与开发。该软件针对目前国内的螺杆加工市场的实际现状,实现了曲线的光滑处理,定、转子相互转换等功能,具有一定的实用价值。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 概述1.2 螺杆型线发展历史及研究现状1.2.1 关于摆线类型线1.2.2 关于曲线拼接技术1.3 课题的目的及意义1.4 本课题主要工作1.5 本章小节第二章 螺杆廓形设计的理论基础2.1 螺杆廓形设计的数学模型——螺旋曲面的形成2.2 三次样条曲线2.2.1 三次样条曲线定义2.2.2 样条插值函数的建立2.2.3 误差界与收敛性2.3 计算不规则曲线围成的曲面面积2.3.1 拉格朗日插值多项式2.3.2 曲边梯形面积的求取2.4 影响啮合性能的其他因素2.4.1 偏心的影响2.4.2 滑动速度的影响2.4.3 头数与扭矩的影响2.5 本章小节第三章 关于廓形曲线方程的研究3.1 单螺杆马达廓形曲线对啮合性能的影响3.2 单螺杆马达廓形曲线3.2.1 摆线定义和分类3.2.2 常用单螺杆马达廓形曲线方程3.3 单参数外摆线等距线方程3.3.1 单参数外摆线等距线方程3.3.2 单参数内摆线等距线方程3.4 本章小结第四章 曲线拼接与啮合性能分析4.1 三次样条曲线拼接技术的分析4.1.1 离散点数据以及生成的图形4.1.2 边界条件的确定4.1.3 三次样条函数的求取4.2 曲线拼接前后啮合性能分析4.2.1 拼接前后数据点的比较4.2.2 过流面积分析4.2.3 啮合点个数的增加4.3 啮合性能中的其他因素分析4.3.1 偏心距的合理性4.3.2 关于相对滑动速度4.4 本章小结第五章 程序实现5.1 运行环境5.1.1 C++语言背景及发展5.1.2 关于Borland C++5.2 程序功能及实现5.2.1 应用程序主界面5.2.2 数据集廓形实现界面5.2.3 定转子相互转换界面5.2.4 啮合性校验界面5.3 程序流程图5.4 本章小结第六章 结论参考文献在学研究成果致谢
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