无油涡旋空气压缩机具有运行平稳、结构紧凑、噪声低、工作效率高、无污染等特点,被广泛应用于轮胎充气或食品、医药、质子交换膜燃料电池等需要纯净气源的场合。由于空气绝热指数较大,无油涡旋空气压缩机在工作过程中温度较高,涡旋盘的热变形比较明显。涡旋盘各处的不均匀变形会造成动、静涡旋盘之间发生干涉或使压缩机泄露严重,直接影响到涡旋压缩机能否正常运行。目前研发人员在涡旋压缩机涡旋盘的设计过程中,对涡旋盘的基本结构参数:涡旋齿厚度、涡旋齿高度、涡旋盘底板厚度、涡旋盘之间啮合间隙等往往采用经验值。为了避免过多经验设计,提高涡旋压缩机性能。根据涡旋压缩机涡旋盘的热变形情况,以减小压缩机泄露、提高排量为目标,对动、静涡旋盘进行结构优化设计。为此本文根据无油涡旋空气压缩机技术参数进行了核心部件动静涡旋盘的基本结构参数的计算,完成了涡旋盘结构的初步设计。建立了涡旋盘热边界条件计算的数学模型,通过有限元方法仿真得到了动、静涡旋盘的温度场,并对涡旋盘的温度分布趋势进行了分析。对动、静涡旋盘受热后的结构变形进行了仿真分析,建立了动、静涡旋盘径向干涉及轴向干涉分析的数学模型。得到了在转动过程中,动静涡旋盘之间的干涉情况。并建立了在实际切向泄露下的涡旋压缩机排量计算模型。以涡旋压缩机排量为目标函数,对涡旋盘基本结构参数进行优化设计,分别分析了涡旋压缩机涡旋盘单一结构参数和组合结构参数下的排量变化,得到最佳的涡旋盘基本结构参数。