专利名称：基于等变角螺旋线的混凝土搅拌车螺旋叶片设计方法
技术领域：
本发明涉及机械类零部件中一种基于等变角螺旋线的混凝土搅拌车螺旋叶片设 计方法，属于机械领域。
背景技术：
混凝土搅拌车螺旋叶片的设计理论认为，对于圆锥段的叶片型线，当选取圆锥大 端叶片顶部的螺旋角后，为了改善圆锥段小端处的出料性能，应使其螺旋角适当大于大端 螺旋角，以使其工作点低一些；其实现方法是引入计算锥的概念，计算锥上采用对数螺旋 线，然后得到罐体内壁螺线(即叶片型线)，指出罐体内壁螺旋线螺旋角的变化近似线性关 系。但是，由于这种方法没有指出非等角对数螺旋线的数学规律，实现起来比较复杂。另外 有的研究认为，当对数螺旋线表达式(下式)中的螺旋角β为常数时，该表达时为对数螺 旋线，当螺旋角β为变量时该表达式为非等角对数螺旋线。但通过验证可以知道，当旋角 β为变量即将β表示为螺旋转角θ的函数后，β并不能按给定的函数关系变化，也就是 螺旋角β无法控制，即螺旋线的起点螺旋角确定后，得不到预先设计末端螺旋角。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供基于等变角螺旋 线的混凝土搅拌车螺旋叶片设计方法，解决现有技术中存在的加工方式单一性缺点，提高 劳动效率，安全环保，节省工时，可以控制罐体锥段和柱段螺旋线在衔接处的螺旋角，使螺 旋线的变化趋势相同，得到螺旋叶片更为光顺，有利于提高搅拌性能和卸料性能。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种基于等变角螺旋线的混凝 土搅拌车螺旋叶片设计方法，包括下列步骤(1)建立正确的叶片根部和叶片顶部的螺旋曲线，叶片根部型线方程为当β为变量，并随θ作线性变化时，β可表达为
权利要求
1. 一种基于等变角螺旋线的混凝土搅拌车螺旋叶片设计方法，包括下列步骤(1)建立正确的叶片根部和叶片顶部的螺旋曲线，叶片根部型线方程为 当β为变量，并随θ作线性变化时，β可表达为口max式中，r为圆柱半径，β为螺旋角，θ为螺旋转角，θ _最大螺旋转角 则圆锥段的等变角螺旋线方程为 χ = cos ^ sin α y = /3 sin ^ sin or ζ - ρ cos ap = {dJ2 sin a)(sin β / sin βχ )A 0max sin α 1{β2 - βχ) θ{β2-βλ)\η{ 2/ χ)麵 sin α ln(sin β2 / sin βχ)圆柱段的等变角螺旋线方程为χ = r cos θy = rsin θH ln(sin β/sin β,)ζ =-ln(sin β 2/Smfil)Qmax = Η(β2-β1)/Γ η(8 ηβ2/8 ηβ1)若叶片高度m，叶片母线与罐体轴线的夹角为Y。叶片顶部螺旋线与叶片根部螺旋线 坐标之间的关系可表达为 χ\ = χ-m cos γ cos θ 'y\-y-m cos γ sin θ z\ - ζ-m sin γxUyUzl为叶片顶部螺旋线坐标，x、y、z为叶片根部螺旋线坐标，通过曲线拟合，可得 到曲率连续的叶片顶部螺旋线；(2)基于三维软件，使用上述表达式编程得到罐体各段的叶片根部和顶部螺旋线，前锥 叶片与罐体母线垂直，中筒、后锥叶片与罐体轴线垂直；(3)将相互衔接的螺旋线拟合，得到C3连续的两条曲线；(4)利两条螺旋新构造螺旋曲面，通过阵列得到相差180°的另为一条叶片；(5)编程得到用户界面，界面内容包括“后锥小端螺旋角”，“后锥大端螺旋角”，“前锥大 端螺旋角”，“叶片高度”；根据用户界面提示，输入相应的参数便可完成叶片设计。
全文摘要
本发明公开了一种基于等变角螺旋线的混凝土搅拌车螺旋叶片设计方法，基于三维软件，使用表达式编程得到罐体各段的叶片根部和顶部螺旋线，前锥叶片与罐体母线垂直，中筒、后锥叶片与罐体轴线垂直；将相互衔接的螺旋线拟合，得到C3连续的两条曲线；利两条螺旋新构造螺旋曲面，通过阵列得到相差180°的另外一条叶片；编程得到用户界面，界面内容包括“后锥小端螺旋角”，“后锥大端螺旋角”，“前锥大端螺旋角”，“叶片高度”；根据用户界面提示，输入相应的参数便可完成叶片设计。采用本发明方法设计的螺旋线，能按给定的函数关系变化，可以控制罐体锥段和柱段螺旋线在衔接处的螺旋角，使螺旋线的变化趋势相同。
文档编号B28C5/42GK102126253SQ20101056518
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者李守欣, 纪建奕, 纪爱师, 郑招强 申请人:青特集团有限公司