球形空压机球形构件的运动原理分析

1.从动半球块的运动分析一从动球求块4一轴 图7-63给出的构件的工作如同单万向联轴器，它的工作示意图如图7-65所示。

其主动半球块的旋转轴线1和从动半球块的旋转轴线3相交于0点,该交点也是十字块 的摆动中心点。

由单万向联轴器的运动规律可知，当主动半球块以等角速度w 转动时，从动半球块将以变角速度W3运转，ws的大小随主动半球块的转角 o的改变而改变。

若取主动半球块轴线与从动半球块轴线所成平面为度量q的起点，则有 将此式对时间t求导，并注意到得从动半球块的角加速度e，由此式可见， ez是w、a和p的函数，当w、a一定时，ez随q做周期性变化。

2.十字块的运动分析取图7-65所示的Oxyz 直角坐标系，其原点O位于球形的中心， Oz轴沿主动半球块旋转轴线方向，球形的半径为R。

A、B两点为铰接主动半球块和十字块的转子轴轴线的两个外端点 (即该轴轴线与半径为R的球面的两个交点),C则为铰接从动 半球块的轴轴线的一个外端点。

A、B、C 三点又共同位于十字块的中心平面I 上，对十字块进行运动分析，就是要找出1平面位置的变化规律。

很显然，转动时，A、B两点始终位于与轴线1垂直的1平面(即xOy平面)，C点则位于过O点，且与 轴线3垂直的加平面上。

轴线3沿矢量方向，则以轴线3为法线的亚平面方程为 经运算、整理，即得过A、B、C三点的II平面在柱面坐标系内的方程。

当qA=0"和180"时，此式变为方程(7-123)，即I面与1面重合，当qA= 90“和270"时，方 程式(7-125) 又变成方程式(7-121)，I1面与皿重合。

这说明主动半球块回转一周， 十字块的中心平面11将在平面和口平面之间做周期性摆动。

由式(7-125)、式(7.120) 和式(7-123),可找出11平面与I平面的法向矢量(为使两 平面夹角以锐角计，取其正法向矢量的z 向分量皆指向- -Z 方向) 分别为从而求得11平面与1平面之间的夹角02为 同理，可得I1平面和亚平面间的夹角。

这同样反映出了平面1在固定不动的1平面和皿平面间做周期性摆动的运动特征。

由上两式可进一步求得11平面绕口点摆动的角加速度ez和ez3和分别为 可见，在w、a一定时，e2i和ez3也随q的改变做周期性变化。

从动半球块角加速度e3和十字块角加速度E2和ez3的存在，使得从动半球块、转 子十字块以及与它们相关的配件，皆耍受到惯性力偶矩M的作用，从而导致空压机运行时可能 产生机械振动。

因惯性力偶矩M=Je (J 为变速运动零件对其质心轴的转动惯量),由 (7.118)、式(7.126)和式(7-127)等各e值计算式可见。

采用降低转速n，减小主从动轴夹角a，域小球径R，以及域小变速运动零件的转动惯量等措施， 有助于减小空压机的机械振动。