[发明专利]基于等变角螺旋线的混凝土搅拌车螺旋叶片设计方法

权利要求书

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：

β=β1+(β2-β1)θθmax]]>

式中，r为圆柱半径，β为螺旋角，θ为螺旋转角，θ_max最大螺旋转角

则圆锥段的等变角螺旋线方程为：

x=ρcosθsinαy=ρsinθsinαz=ρcosαρ=(d1/2sinα)(sinβ/sinβ1)^θmaxsinα/(β2-β1)]]>

θmax=(β2-β1)ln(d2/d1)sinαln(sinβ2/sinβ1)]]>

圆柱段的等变角螺旋线方程为：

x=rcosθy=rsinθz=Hln(sinβ/sinβ1)ln(sinβ2/sinβ1)]]>

θ_max＝H(β₂-β₁)/rln(sinβ₂/sinβ₁)

若叶片高度m，叶片母线与罐体轴线的夹角为γ。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：

x1=x-mcosγcosθy1=y-mcosγsinθz1=z-msinγ]]>

x1、y1、z1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。