離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

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1、標(biāo)準(zhǔn)文檔 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 SFF型離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 年級(jí) 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 校內(nèi)導(dǎo)師 職稱 校外導(dǎo)師 職稱 論文提交日期  本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信承諾書 本人鄭重聲明： 所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在導(dǎo)師 的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。 除文中已經(jīng)注明引用的 內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成 果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體， 均已在文中以明確方 式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 日期: 本人簽名: 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)說(shuō)

2、明 本人完全了解常熟理工學(xué)院有關(guān)收集、保留和使用畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）的規(guī)定，即：本科生在校期間進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）工作的 知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬常熟理工學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門 或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）被查閱 和借閱；學(xué)?？梢詫厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān) 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、 匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），并且本人電子文檔和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一 致。 保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 日期: 日期: 本人簽名: 導(dǎo)師簽名: SFF型離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)論文 摘要 伴隨著社會(huì)快速發(fā)展的需要，風(fēng)機(jī)在國(guó)民經(jīng)

3、濟(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛， 因此風(fēng) 機(jī)的設(shè)計(jì)和制造不僅對(duì)風(fēng)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展和技術(shù)的提高有著深遠(yuǎn)影響， 而且風(fēng)機(jī)設(shè) 計(jì)中節(jié)能減排減震等的思想方案可以推廣至各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。 根據(jù)通風(fēng)機(jī)氣體流動(dòng)方向的不同， 通風(fēng)機(jī)可以分為離心式、軸流式、斜流式 和橫流式等類型。其中按應(yīng)用范圍廣泛程度來(lái)說(shuō)，離心通風(fēng)機(jī)因在礦井、鍋爐、 紡織、建筑物通風(fēng)等眾多場(chǎng)合均有涉及，所以應(yīng)用遠(yuǎn)超其他類型通風(fēng)機(jī)。本文獻(xiàn) 綜述了在紡織機(jī)械中以三角膠帶為傳動(dòng)方式的 SFF型離心通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì) 主要涵蓋了離心通風(fēng)機(jī)的工作原理、適用場(chǎng)合、發(fā)展現(xiàn)狀、機(jī)械部分的組成等， 以及分析了圓弧形前彎葉片的設(shè)計(jì)和小正方形法蝸殼型線的繪制等。 考慮到通風(fēng)

4、機(jī)速度不高且伴有沖擊，軸承座采用脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，且整體設(shè)計(jì)中采取了加裝整體 減震支架的措施。 關(guān)鍵字：離心通風(fēng)機(jī)三角膠帶前彎葉片 The desig n of SFF type cen trifugal fan Abstract Along with the rapid development of society, the fan is used more and more widely in the national economy. Therefore the design and manufacture of fan not only have a far-reach ing in

5、 flue nee in the developme nt of fan and the improveme nt of tech no logy , but also the schemethat en ergy sav ing and carb on emissi on reduct ion , shock absorptio n in the desig n of fan can be exte nded to all areas of producti on. Accord ing to the differe nt direct ion of the gas flow in the

6、 ven tilator it can be divided into the type of centrifugal, axial flow, oblique flow and cross flow . And accord ing to the wide range of applicati ons, as the centrifugal fan in mine, boiler, textile, building ventilation and other occasi ons are invo Ived, the cen trifugal fan have a far more a

7、pplicati on than others.The docume nt sums up the desig n of SFF type cen trifugal ventilator transmitted by triangle tape in textile machinery. This design mainly covers the principle of operation , applicable occasions , development situation , the composition of mechanical parts and so on . As

8、 well as an alyses the desig n of the circular arc curved blade and the method of spiral case of the drawing in a small square . Taking into account the speed of fan is not high and accompanied by shock , the bearing seats are lubricated by grease lubrication structure . What' s more , it takes

9、 the action that installing the shock absorber bracket in the whole design . Keywords: Centrifugal ventilator ； Triangle tape ； Forward curved vane 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 Ill 1 緒論 1 1.1. 通風(fēng)機(jī)的發(fā)展 1 1.2. 通風(fēng)機(jī)的分類 1 1.3. 通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù) 2 1.3.1通風(fēng)機(jī)的流量 2 1.3.2通風(fēng)機(jī)的壓力 2 1.3.3通風(fēng)機(jī)的功率 3 1.3.4通風(fēng)機(jī)

10、的效率 3 1.3.5通風(fēng)機(jī)的噪聲 4 1.3.6通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 4 1.4. 研究離心通風(fēng)機(jī)的目的和意義 4 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)綜述 5 2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 5 2.2主要問(wèn)題及解決方法 5 2.3 設(shè)計(jì)成果及風(fēng)機(jī)優(yōu)點(diǎn) 5 3離心通風(fēng)機(jī)概述 7 3.1離心通風(fēng)機(jī)的工作原理 7 3.2離心通風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 7 3.3離心通風(fēng)機(jī)的主要零部件 7 3.3.1 葉輪 7 3.3.2進(jìn)氣裝置 9 3.3.3前導(dǎo)器 10 3.3.4擴(kuò)散器 11 4離心通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 4.1葉輪設(shè)計(jì) 11 4.2蝸殼型線繪制 19 4.3通風(fēng)

11、機(jī)所需功率 20 4.4三角膠帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 21 5 離心通風(fēng)機(jī)的強(qiáng)度校核 24 5.1葉輪強(qiáng)度校核 24 5.1.1葉片強(qiáng)度計(jì)算 24 5.1.2輪盤強(qiáng)度計(jì)算 26 5.1.3輪蓋的強(qiáng)度計(jì)算 27 5.1.4軸盤的材料選用 27 5.2主軸強(qiáng)度校核 28 5.2.1 主軸承受的負(fù)荷 29 5.2.2計(jì)算彎矩和扭矩 30 5.2.3計(jì)算軸的最大應(yīng)力和材料選用 31 結(jié)束語(yǔ) 32 參考文獻(xiàn) 33 致謝 34 1 緒論 1.1.通風(fēng)機(jī)的發(fā)展 建國(guó)初期，國(guó)民經(jīng)濟(jì)逐漸步入正軌，各大中小型企業(yè)相繼恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，迫于生 產(chǎn)力的需要，通風(fēng)機(jī)逐漸

12、進(jìn)入人們的視野并不斷普及和發(fā)展。然而由于從國(guó)外引 進(jìn)通風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)輸不便且資金龐大， 我國(guó)開始自行研究制造通風(fēng)機(jī)，自此通風(fēng)機(jī) 的發(fā)展和廣泛應(yīng)用拉開了序幕，這對(duì)我國(guó)生產(chǎn)力效率的提高有著深遠(yuǎn)的影響。60 年代，為有效的提高通風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)效率，經(jīng)過(guò)專業(yè)人員不斷的思想改進(jìn)和技術(shù)改 革，通風(fēng)機(jī)不斷更新?lián)Q代，并在各行各業(yè)開始發(fā)揮重要作用。 但在科技飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法顯然跟不上時(shí)代的步伐， 智 能化的繪圖軟件全面代替了傳統(tǒng)的手工繪圖， 不僅大大的提高了繪圖效率，同時(shí) 為工廠避免了人才浪費(fèi)，從而使工廠獲得了更多的效益。 12通風(fēng)機(jī)的分類 風(fēng)機(jī)根據(jù)不同的壓力和不同的作用可以劃分為三類，其中第

13、一類是鼓風(fēng)機(jī)， 第二類是通風(fēng)機(jī)，第三類是壓縮機(jī)。這三類風(fēng)機(jī)中，通風(fēng)機(jī)的排氣壓力小于 0.015MPa,排氣壓力值較?。粔嚎s機(jī)的排氣壓力最高可以達(dá) 100MPa以上，可以 承受的壓力值較大；而鼓風(fēng)機(jī)的排氣壓力不大于 0.2MPa,壓力值介于通風(fēng)機(jī)和 壓縮機(jī)之間。 根據(jù)工作原理的不同，風(fēng)機(jī)可以分為下面三種類型： 第一類是離心式通風(fēng)機(jī)，這類通風(fēng)機(jī)中的氣流在離心力的作用下， 先是軸向 流動(dòng)，在進(jìn)入通風(fēng)機(jī)葉輪后，氣流改為徑向流動(dòng)。最具代表性的是離心式鼓風(fēng)機(jī)、 離心式通風(fēng)機(jī)和離心式壓縮機(jī)。 第二類是軸流式通風(fēng)機(jī)，這類通風(fēng)機(jī)中的氣流沿軸線方向進(jìn)入風(fēng)機(jī)的葉輪， 并且近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動(dòng)。

14、最具代表性的是軸流式鼓風(fēng)機(jī)、軸 流式通風(fēng)機(jī)和軸流式壓縮機(jī)。 第三類是回轉(zhuǎn)式通風(fēng)機(jī)，這類通風(fēng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子可以通過(guò)連續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)來(lái)使 氣室的容積不斷發(fā)生變化。最具代表性的是是羅茨式鼓風(fēng)機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。 13通風(fēng)機(jī)的主要參數(shù) 1.3.1通風(fēng)機(jī)的流量 通風(fēng)機(jī)的流量又叫做通風(fēng)機(jī)的體積流量，一般表示為氣體在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò) 通風(fēng)機(jī)入口截面的體積。通常用 m3/h和m3/min表示。如果沒(méi)有特別指出的情況 下，氣體均指標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積。 1.3.2通風(fēng)機(jī)的壓力 由于氣體自重很小，可以忽略不計(jì)。氣體的靜壓用 Pst表示，指標(biāo)準(zhǔn)狀況下， 單位氣體存在的勢(shì)能。氣體的動(dòng)壓用 Pd來(lái)表示，指標(biāo)準(zhǔn)狀況下

15、，單位氣體存在 的動(dòng)能。由參考文獻(xiàn)［1］式（1-1）得氣體的全壓即為動(dòng)壓和靜壓的總和， 用Pt表 示，貝U P^ = pst Pd 式中，Pt、Pst和Pd的單位為Pa。 通常把通風(fēng)機(jī)的全壓稱為通風(fēng)機(jī)的壓力。若用 Pst1表示通風(fēng)機(jī)入口截面的靜 壓，Pst2表示通風(fēng)機(jī)出口截面的靜壓，Pd1表示通風(fēng)機(jī)入口截面的動(dòng)壓，Pd2表示 通風(fēng)機(jī)出口截面的動(dòng)壓，則由參考文獻(xiàn)［1］中式（1-2 ）存在如下關(guān)系式 P = （ Pst2 Pd2）'Pst1 Pd1） 氣體的動(dòng)壓在氣流穩(wěn)定的情況下，由參考文獻(xiàn)［1］中式（1-3 ）有 P 2 Pd亍 其中，c是氣體的平均速度，單位為 m

16、/s； '是氣體的密度，kg/m3。 因此由參考文獻(xiàn)［1］中式（1-4）得 P p P = （ Pst2 2過(guò)）—（Pst1 用Pd來(lái)表示通風(fēng)機(jī)中沒(méi)有被利用的能量，則由參考文獻(xiàn) ［1］中式（1-5 ）有 P 2 Pd 二 Pd2 C2 2 用Pst來(lái)表示通風(fēng)機(jī)中有效利用的能量，即通風(fēng)機(jī)的靜壓，則由參考文獻(xiàn) ［1］ 中式（1-6）,有 巳=P - Pd 133通風(fēng)機(jī)的功率 通風(fēng)機(jī)的有效功率指氣體在單位時(shí)間內(nèi)所獲得的能量，一般用 Ne來(lái)表示。 由參考文獻(xiàn)［1］中式（1-7 ）有 PQs 1000 式中， P是通風(fēng)機(jī)的全壓， Pa； Qs 是通風(fēng)機(jī)的

17、流量， m3 / s o 通風(fēng)機(jī)的靜壓由參考文獻(xiàn)| ：1］中式（1-8）得有效功率為 N PstQs N est 1000 式中， Pst是通風(fēng)機(jī)的靜壓, Pa o 通常用N來(lái)表示通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部功率，它是通風(fēng)機(jī)的軸功率N與通風(fēng)機(jī)內(nèi)軸承 產(chǎn)生的損失功率之差。 1.3.4通風(fēng)機(jī)的效率 通風(fēng)機(jī)的效率又叫做通風(fēng)機(jī)的全壓效率，用符號(hào) 來(lái)表示。由參考文獻(xiàn)［1］中 式（1-9）存在如下關(guān)系式： _ Ne _ PQs N 1000N 其中，Ne是通風(fēng)機(jī)的有效功率，N是通風(fēng)機(jī)的軸功率， 即為Ne和N的比值。 通風(fēng)機(jī)的靜壓效率用符號(hào) st來(lái)表示。由參考文獻(xiàn)［1］中式（1

18、-10 ）得st存在 如下關(guān)系式： . N est _ RtQs st N 1000 N 其中，Nest是通風(fēng)機(jī)的靜壓有效功率，N是通風(fēng)機(jī)的軸功率，st即為Nest和N 的比值 通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部效率又叫做通風(fēng)機(jī)的全壓內(nèi)部效率，用符號(hào) i來(lái)表示。由參考 文獻(xiàn)［1］中式（1-11 ）得i存在如下關(guān)系式: i PQs 1000N 其中，M是通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部功率 通風(fēng)機(jī)的靜壓內(nèi)部效率用符號(hào) ist來(lái)表示。由參考文獻(xiàn)［1］中式(1-12)得杖 存在如下關(guān)系式： ，- RtQs ist 1000Ni 135通風(fēng)機(jī)的噪聲 通風(fēng)機(jī)的噪聲主要由兩方面造成的，一方面是氣體的動(dòng)力噪聲，另

19、一方面是 氣體的機(jī)械噪聲。此外，當(dāng)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)通風(fēng)機(jī)時(shí)，還伴隨著電磁噪聲。所以噪 聲對(duì)通風(fēng)機(jī)的性能存在著重要影響，從而將噪聲看作是通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)之一。 噪聲的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為A聲級(jí)，用字母La來(lái)表示，它的單位為dB(A)。 136通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速本來(lái)不屬于性能參數(shù)，但由于通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，無(wú)論是流量還是功 率，或者是通風(fēng)機(jī)的其它性能參數(shù)都會(huì)發(fā)生變化， 所以通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也可以看作 是通風(fēng)機(jī)眾多性能參數(shù)中的一個(gè)。轉(zhuǎn)速用 n表示，單位為r/min。 14研究離心通風(fēng)機(jī)的目的和意義 對(duì)大學(xué)生來(lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅可以對(duì)在校四年所學(xué)所感進(jìn)行全面的實(shí)踐，更 能進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)能力，畢竟在學(xué)校所學(xué)的

20、基本屬于理論內(nèi)容，所謂“讀 萬(wàn)卷書，不如行萬(wàn)里路”，畢業(yè)設(shè)計(jì)注重的是開拓視野，豐富眼界，為學(xué)生今后 步入社會(huì)與工作積累經(jīng)驗(yàn)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是《SFF型離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)》，因?yàn)橥L(fēng)機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣 泛，尤其是離心通風(fēng)機(jī)，更是在電力、鋼鐵、石化等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和基礎(chǔ)設(shè)施 建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。所以離心通風(fēng)機(jī)的理論設(shè)計(jì)、各參數(shù)選定和校核，以及 裝配圖設(shè)計(jì)對(duì)通風(fēng)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要意義。 由于設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)通風(fēng)機(jī)很多零 部件不了解，所以設(shè)計(jì)起來(lái)有一定難度。但是在老師和通風(fēng)機(jī)廠里工作人員的指 導(dǎo)下，以及同學(xué)的相互討論、相互答疑下，我一定會(huì)將此次設(shè)計(jì)工作圓滿完成。 2畢業(yè)設(shè)計(jì)綜述 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)

21、 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的離心通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，即通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和全 壓來(lái)設(shè)計(jì)離心式通風(fēng)機(jī)，并且要求設(shè)計(jì)不僅滿足性能參數(shù)要求， 同時(shí)必須運(yùn)行可 靠。 該通風(fēng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)位于通風(fēng)機(jī)的出口側(cè)。電動(dòng)機(jī)與通風(fēng)機(jī)之間 用三角膠帶傳動(dòng)。軸承座采用脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)底座加裝減震支架。本設(shè)計(jì)需要 完成通風(fēng)機(jī)的理論計(jì)算和各結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核，并按照計(jì)算數(shù)據(jù)繪制裝配圖和零件 圖。 軸流通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)為：風(fēng)量18000m3 / h = 5m3 /s ；全壓4300Pa。 2.2主要問(wèn)題及解決方法 對(duì)于本次設(shè)計(jì)，主要是完成對(duì)離心通風(fēng)機(jī)理論設(shè)計(jì)計(jì)算， 完成對(duì)主軸的強(qiáng)度 校核、軸承的壽命計(jì)算、三角膠帶傳動(dòng)計(jì)算

22、、葉輪受力及回轉(zhuǎn)力矩計(jì)算等，同時(shí) 完成離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制裝配圖和主要零件的零件圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 葉片型線和強(qiáng)度、蝸殼型線及通風(fēng)機(jī)其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等都是需要仔細(xì)考慮的問(wèn) 題。 解決方法： （1） 去通風(fēng)機(jī)廠里進(jìn)行實(shí)地參觀，請(qǐng)工廠負(fù)責(zé)人員幫忙介紹通風(fēng)機(jī)各組成 部分的作用，同時(shí)提出自己的疑問(wèn)，并與工作人員進(jìn)行交流。 （2） 查閱與通風(fēng)機(jī)相關(guān)的書籍，設(shè)計(jì)過(guò)程嚴(yán)格按照書籍要求計(jì)算，對(duì)于各 系數(shù)和經(jīng)驗(yàn)值的選取嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)選取。 （3） 向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，對(duì)于一些設(shè)計(jì)過(guò)程的確定，先構(gòu)思方案，再與老師 交流，請(qǐng)老師指正。圖紙繪制過(guò)程中，細(xì)節(jié)部分尤為重要，繪制結(jié)束后請(qǐng)老師幫 忙檢查錯(cuò)誤，并不斷改進(jìn)

23、。 （4） 與同學(xué)互相交流，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。 2.3 設(shè)計(jì)成果及風(fēng)機(jī)優(yōu)點(diǎn) 設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)出的離心通風(fēng)機(jī)采用脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，該潤(rùn)滑方式受溫度影響 較小。以三角膠帶為傳動(dòng)方式，在傳動(dòng)過(guò)程中不僅平穩(wěn)且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低。風(fēng) 機(jī)底座加裝減震裝置，有效的避免了通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的噪音污染。 3離心通風(fēng)機(jī)概述 3.1離心通風(fēng)機(jī)的工作原理 離心通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，氣流進(jìn)入通風(fēng)機(jī)，在通風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，氣 流在離心力的作用下速度不斷的增大，由最開始的動(dòng)能在離開葉片時(shí)變成靜壓 能。之后靜壓能又隨著流體的壓力增大時(shí)變成速度能，氣體由此進(jìn)入管道內(nèi)。 3.2離心通風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) T口*2—時(shí)

24、輪鶴蠡—葉月葉輪時(shí)盤沾—口于氐 —”口? W港板t鳳晉）*一文黑 圖2-1 離心式通風(fēng)機(jī) 如圖2-1是離心式通風(fēng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)圖。通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，靠三角膠帶驅(qū)動(dòng)， 大帶輪安裝在主軸上，小帶輪安裝在電動(dòng)機(jī)上。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)小帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)小帶輪帶動(dòng)大帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。氣體順著 圖中氣流方向進(jìn)入吸氣口 1,進(jìn)而進(jìn)入葉輪部分，這時(shí)氣體在葉片旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生動(dòng) 力，并逐漸向四周流動(dòng)。當(dāng)氣體經(jīng)過(guò)蝸殼時(shí)，由于氣體逐漸增大，使部分動(dòng)能轉(zhuǎn) 化為壓力能，從而從排氣口 6進(jìn)入管道。 3.3離心通風(fēng)機(jī)的主要零部件 3.3.1葉輪 葉輪在通風(fēng)機(jī)的工作過(guò)程中起著重要作用，尤其是葉輪

25、的形狀選擇和尺寸 計(jì)算是決定通風(fēng)機(jī)性價(jià)比的好壞的重要因素。 離心式通風(fēng)機(jī)的葉輪包括葉片、葉 輪前盤、葉輪后盤等，其中，葉輪的前盤如圖 2-2，主要有以下幾種類型：第一種是圖a）所示的平前盤葉輪，第二種是圖 b）所示的錐形前盤葉輪，第三種是 圖c）所示的弧形前盤葉輪，第四種是圖 d）所示的雙葉輪。這幾種葉輪的結(jié)構(gòu) 形式多用鉚釘鉚接。本設(shè)計(jì)采用的是錐弧形前盤葉輪。 圖2-2 葉輪前盤類型 葉輪的結(jié)構(gòu)不僅與葉片形狀的選擇有關(guān)，同時(shí)還與葉片出口安裝角有著很大 聯(lián)系。具體分析如下 （1）如圖2-3所示，葉片根據(jù)其葉片出口角度的不同可以分為以下三種情 況，圖（a）所示的是前向葉輪，該

26、葉輪的葉片出口角一般大于 90。。圖（b） 所示的是徑向葉輪，該葉輪的葉片出口角一般等于 90。。圖（c）所示的是后 向葉輪，該葉輪的葉片出口角一般小于 90。。本次設(shè)計(jì)中，葉輪葉片的出口角 為120度，所以是前向葉輪。由于前向葉輪的相關(guān)書籍較少，所以本次課題的設(shè) 計(jì)對(duì)通風(fēng)機(jī)前向葉輪的發(fā)展和完善有著很大幫助。 ^2A 前向 牡向 圖2-3 前向、徑向和后向葉輪示意圖 （2）如圖2-4所示，根據(jù)葉片形狀的不同，離心式通風(fēng)機(jī)可以分為以下四 種情況，圖a）所示的葉片是平板型， 圖b）所示的葉片是圓弧窄型， 圖c） 所示的葉片是圓弧型， 圖d）所示的葉片是機(jī)翼型。其中平板型葉片

27、制造最為 簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為廣泛。 a) 平板葉片h）圓弧窄葉片c）圓弧葉片d）機(jī)翼型葉片 圖2-4 葉片形狀 3.3.2進(jìn)氣裝置 離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣裝置除了常用的集流器以外，還有進(jìn)氣箱。常用的集流器 有四種，如圖2-5 c 圖2-5 常用集流器 通風(fēng)機(jī)中的氣體主要通過(guò)集流器進(jìn)入葉輪， 但氣體剛進(jìn)入集流器時(shí)速度一般 較小，且集流器自身的長(zhǎng)度較短，所以氣體流動(dòng)損失較小。即集流器的主要任 務(wù)是保證葉輪入口氣流均勻，達(dá)到提高葉輪效率的目的。 （1） 為筒形集流器，這種集流器會(huì)在葉輪入口處形成較大的漩渦，對(duì)集流 效果產(chǎn)生不利影響。如果集流器前面接

28、一段長(zhǎng)度大于集流器直徑 3-4倍的直管, 效果會(huì)略有改善。 （2） 為錐形集流器，比筒形集流器好一些，但效果仍欠佳。 （3） 為圓弧形集流器，由于氣流經(jīng)過(guò)圓弧形集流器時(shí)一般較為平穩(wěn)，所以 目前在生產(chǎn)中應(yīng)用較多。按葉道入口處形成的渦區(qū)大小來(lái)比較， 弧形集流器比錐 形集流器產(chǎn)生的渦區(qū)要小。 （4） 為錐弧形集流器，制成先錐形后弧形。這種集流器在葉道入口處產(chǎn)生 的渦區(qū)可以忽略，對(duì)于比轉(zhuǎn)速較大且效率要求較高的通風(fēng)機(jī)， 錐弧形集流器得到 了廣泛的采用。 3.3.3前導(dǎo)器 前導(dǎo)器有軸向式和徑向式兩種。一般安裝在通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口處，前導(dǎo)器上裝有 葉片，隨著葉片角度的改變可以使通風(fēng)機(jī)的性能提高，從而提

29、高通風(fēng)機(jī)的效率。 334擴(kuò)散器 擴(kuò)散器根據(jù)其截面形狀的不同可以分為圓形截面擴(kuò)散器和方形截面擴(kuò)散器。 氣體進(jìn)入通風(fēng)機(jī)時(shí)，最終通過(guò)出口處的擴(kuò)散器將部分氣體的動(dòng)壓變?yōu)殪o壓。 4離心通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1葉輪設(shè)計(jì) 指定 Q=18000/3600=5m3/s P=4300pa 根據(jù)任務(wù)要求采用三角膠帶傳動(dòng)，且為防止除塵離心式通風(fēng)機(jī)。 ① 通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、葉片出口角與輪徑的確定。 初選取 n=950r/min IQ （5 比轉(zhuǎn)速為：ns =5.54n—3 5.54 950 —^=22.16 P4 4300刁 根據(jù)比轉(zhuǎn)速值，由參考文獻(xiàn)［1］圖5-5預(yù)選，-1.4。由參考文獻(xiàn)［1］

30、中式 （7-3），根據(jù)施和屮值估算出葉片出口角Pb2 屮 1.44 10 *n 2-0.3835 = S 2.7966x10’ 1 4 5 2 1.44 10* 22.16^0.3835 2 - 115.70 2.7966 10 52值與通風(fēng)機(jī)的壓力 P有關(guān)，為了使通風(fēng)機(jī)的壓力滿足設(shè)計(jì)要求，確定 -120 壓力系數(shù)為 '「=(0.3835 2.7966 10° 120 -1.44 10^ 22.162) 2 =1.42 圓周速度為: 2 4300 .1.2 1.42 D2 二 71.04(m/s) 60u2 二 n 6

31、0 71.04 950二 = 1.43(m) 取整，確定D^1.4m 業(yè)=嬰 J.4 ］］ 950 =69.64(m/s) 60 60 4300_ =1.48 u2 哇 69.642 2 2 2 ② 確定葉輪入口參數(shù)。 由參考文獻(xiàn)［1］式（7-10 ），葉輪入口喉部直徑為: 由于是徑向自由入口， ?；「-0。 根據(jù)集流器不同類型的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用錐弧形集流器，葉輪入口截面氣流 充滿系數(shù)--Q =1 預(yù)選=0.92, v 498 根據(jù)參考文獻(xiàn)［1］圖7-5，大多數(shù)高效率前彎葉片通風(fēng)機(jī)的系數(shù) \值都較大, 選取 1 =0.963。 將各值代入?yún)⒖?/p>

32、文獻(xiàn)［1］式(7-10)，得 ‘0.963 ［ 5 門 、 Do =3.25 嗚 計(jì) =0.58(m) X 0.92 F 950 7.98 確定喉部直徑D0 =0.6m 葉道入口直徑D1 = 0.64m 葉片入口最大和最小直徑 Umax =0.72m,D1min = 0.56m 于是, D1n 兀漢 0.64 漢 950 /、 u1 31.83(m/s) 60 60 由參考文獻(xiàn)［1］式(7-6) D1 虧二（1」） 4 11 選取葉道入口前截面氣流充滿系數(shù) 7 =0.9 將各值代入上式，得 竺 1 0.209，確定 b^ 0.21m 4 0.85x0

33、.9 葉道入口前速度為 Qn C1m — 二 Dg v 兀 x0.64 x 0.21 x 0.9x0.98 = 13.43(m/s) 7=22.78， 確定 n =25 ③ 確定葉片數(shù)。 由參考文獻(xiàn)［1］ 式（ 7-18 ）, D? _ D[ b1 2 式中, i; =0.5 1.7sin “2=0.5 1.7sin120丨 1.97 于是, Z「1.97「4 °.64 sin 120 25 “5.84 1.4—0.64 2 取 Z=16 ④葉輪出口寬度b2的確定 由參考文獻(xiàn)［1］式（7-25） -

34、叫■：D1 sin -b1-Zr1 b2 = d 國(guó)2 42 兀D2sin Pb2 —Z262 選取葉片厚底：二0.008m 。 選取葉道出口截面氣流充滿系數(shù) 遲二0.85 預(yù)選A =1.7，于是 ⑷2 b2 =0.21 1.7 0.85 09 二 0.64 毗5 -16 0.008 =0.07伽) ■: 1.4 sin120 -16 0.008 確定 b2 = 0.07m。 驗(yàn)算葉道的當(dāng)量擴(kuò)散角Veq，由參考文獻(xiàn)［1］式（3-4）  丄 七 D?b2 2Sin、2—\DibiSin 山 tan 2 Zl 由參考文獻(xiàn)［1］式（2-54）和式（2-53 ）得

35、 0.64 二 0.008 16 sin 25 0.64■: = 0.849 16 1.4 二 0.008 二」6 sin 120 =0.966 1.4 二 16 由參考文獻(xiàn)［1］式（7-17），葉片長(zhǎng)度為 1.4 0.64 l =—— sin R2 - R.1 卩 +P b2 b1 2 2— =0.398(m) .120 25 sin 將各值代入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)［1］式（3-4 ）得 % 1.4 0.07 0.966 sin 120」0.64 0.21 0.849 sin25 tan 2 d6 0.398 -0.0417 = 2.39 門eq =4.78

36、 小于 5 度, 符合要求 ⑤ 計(jì)算滑移系數(shù)和理論壓力 泄漏量為 Q =2：D0 ? 取 ??? =0.005m「=0.7 :4300 3 心。=2^0.6900597\兀"46佃 /s) 理論流量為 Qt 二Qn =Q =5 0.46 = 5.46(m3/s) 容積效率為 ^Qn - 0.92 Qt 5.46 葉片無(wú)限多時(shí)，葉道出口子午速度為 c2 m - ■ 兀D?b2 応工1.4工0.07 = 16.24(m/s) 葉片無(wú)限多時(shí)的理論壓力為 卩「=疋(1-^cot “2)=1.2 69.642 (^^^cot120 ) _ 69.6

37、4 = 6603 (Pa) U2 用斯托多拉公式求滑移系數(shù) ：u2 sin : b2 Z(U2 T ) r.Dzb? tan ■ b2 =1 - 二 69.64 sin120 5.46 -0.85 16 (69.64-二 1.4 o.o7 tan120) 通風(fēng)機(jī)的理論壓力為 片二片」-6603 0.85 =5613(Pa) ⑥ 計(jì)算葉道入口和出口速度 葉道入口前速度 Qt 5.46 C[ m 二 叫 二 0.64 0.21 0.9 = 14.37 (m/ s) 葉道入口后速度 C1m C1m 二 14 37 竺7 =16.93(

38、m/s) 0.849 16 93 .1 二 二 二 40.06(m/s) sin -b1 sin 25 葉道出口前速度 c2m Qt 5.46 二D2b2,2 2 二 1.4 0.07 0.85 0.966 = 21.60 m/s c2m sin :b2 sin 120 =24.94(m/s) 檢查「I 2的值 ，與預(yù)選值17接近，可以 蝸殼的入口速度如下 C2m QT 二 D2b2 — 20.86(m/s) 二 1.4 0.07 0.85 c2u - = u2 -c2mcot -b2

39、=69.64 -20.86cot120 =81.68(m/s) c2u 二七u：-= 0-85 81.68 = 69.43(m/s) c2 二 c2m c22 二 20.862 69.432 二 72.50(m/ s) tan : 2 二泌 二2086 =0.30, ： 2 =16.70 c2u 69.43 ⑦ 驗(yàn)算通風(fēng)機(jī)的壓力 由于本設(shè)計(jì)中通風(fēng)機(jī)是前彎式，所以在計(jì)算過(guò)程中各損失系數(shù)可以選取較 大值。 葉輪入口后拐彎處損失按參考文獻(xiàn)［1］式(3-5)計(jì)算 £ P *2 1 2 2 p 二 r c^m =0.25 14.372 =31(Pa) 2 2 葉道內(nèi)損失，

40、按參考文獻(xiàn)［1］式(3-6)計(jì)算 衛(wèi) P 2 1.2 2 =pb 二 b 1 =0.3 40.06 = 289(Pa) 2 2 蝸殼內(nèi)損失，按參考文獻(xiàn)［1］式(3-27)計(jì)算 P 1 2 =Pv = v c^2 =0.25 1- 72.50 = 788( Pa) 2 2 總流動(dòng)損失為 .?:Ph =,；pr ：pb .：pv =31 289 788 =1108( Pa) 通風(fēng)機(jī)的壓力為 p = Pt — ：ph =5613 -1108 =4505( Pa) 4505-4300 要求的壓力為4300Pa,誤差為4505 4300 =4.8%，滿足要求 4300 ⑧

41、效率估算 根據(jù)上面計(jì)算可知，計(jì)算出的流量 Qt值實(shí)際上是容積損失與流動(dòng)損失的 總和 Pt 4505 = o.8o 5613 已知v =0.98 得流動(dòng)效率 廠080，^ 0.98 輪盤摩擦損失的效率按參考文獻(xiàn)［1］式（3-34）計(jì)算 ：Nf 二=D；u； 10》（kW） 取 =0.85 得 ：Nf =0.85 1.2 1.42 69.643 10^ -0.68(kW) 內(nèi)部功率為 M =0.68 4505 5.46 1000 0.80 -31.43( kW) 內(nèi)部機(jī)械效率為 i.m Ni 31.43-0.68 31.43 通風(fēng)

42、機(jī)的內(nèi)部效率為 3 =口4』山=0.98x0.82x0.98 =0.79 ⑨ 輪蓋型線繪制 從葉道入口到葉道出口，葉片的寬度按參考文獻(xiàn) ［1］式（7-27）計(jì)算 已知葉道入口前的子午速度 弘=13.43m/s 葉道剛出口的子午速度為 Qt bD吐 5.46 0.07 二 1.4 0.85 = 20.86(m/s) 選取葉道入口之前截面氣流充滿系數(shù) 叫=0.9，葉道剛出口截面氣流充滿 系數(shù)=0.85 從入口到出口將D分為若干等份，設(shè)Cm和?■■都是按線性規(guī)律變化，由參 考文獻(xiàn)［1］式（7-27 ）可求出不同直徑Di處的葉片寬度bi，計(jì)算結(jié)果如下表： D/m 0

43、.64 0.75 0.86 0.97 1.07 1.18 1.29 1.4 cm 13.43 14.49 15.55 16.61 17.68 18.74 19.80 20.86 0.9 0.893 0.886 0.878 0.871 0.864 0.857 0.85 bi/m 0.21 0.19 0.17 0.15 0.13 0.11 0.09 0.07 ⑩ 葉片型線繪制 采用單圓弧葉片，葉片圓弧的半徑為 o R；_R [0.7 cos(180 -120)-0.27 cos(180 -25 )] -0.33(m)

44、 葉片圓弧的圓心所在半徑為 2 OM r2 r2 -2RbR2COS(180 -，2) =0.332 0.72 -2 0.33 0.7 cos(180 -120) =0.37( m2) OM = .0.37 =0.61(m) 由此繪制出葉片型線，如圖4-1 2[R2COS(180 - 血)-Ricos(180 - -b1)] _ 0.7 -0.322 圖4-1 葉片型線 4.2蝸殼型線繪制 根據(jù)參考文獻(xiàn)［1］式（8-13 ） B=（2~4）b2選取其寬度B 取 B = 3 b2 =3 0.07 =0.21（m） 如按等環(huán)量法設(shè)計(jì)，蝸殼型線為對(duì)數(shù)螺旋線。蝸殼的

45、張開度A按參考文獻(xiàn)［1］ 式（8-3）計(jì)算 A = R2(e2"m-1) m = -2 tan、— = tan 16.70 =0.10 B 0.21 A =0.7 (e2®0-1) =0.61(m) 蝸殼的徑向尺寸顯然太大。 如按參考文獻(xiàn)［1］近似式（8-7）計(jì)算，蝸殼型線為阿基米德螺旋線，張開度 為 a = A 500 125mm * 4 -r 4 A 2 R2m ' 2 0.7 0.10 0.44(m) 根據(jù)上述計(jì)算值可以 1 (2 j1 A=500m 如按參考文獻(xiàn)［1］式 廠取前兩項(xiàng)計(jì)算, A u2 =0.曠［2 二

46、0.10 = 0f58(m) 尺寸仍較大，決定選取 蝸殼型線繪 分別求出各段弧的半徑 Rd =R2 a/2 =700 -125/2 =762.5(mm) Ro =R2 3a/2 =700 3 125/2 =887.5(mm) Rb =R2 5a/2 =700 5 125/2 =1012.5(mm) Ra =R2 7a/2 =700 7 125/2 =1137.5(mm) 由于比轉(zhuǎn)速較低，決定采用深舌。根據(jù)參考文獻(xiàn)［1］式(8-15)，葉輪外圓周 與蝸舌頂端的間隙計(jì)算得 t =0.05D2 "05 1.4 =0.07(m) 確定舌頂端的圓弧半徑，按參考

47、文獻(xiàn)［1］式（8-16）計(jì)算得 r = 0.03d2 = 0.042(m) 圖4-2 蝸殼型線 4.3通風(fēng)機(jī)所需功率 因 i =0.79 , k -1.2 PQ 3 Nm k 10 =32.66kw i 4.4三角膠帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)上述所得電動(dòng)機(jī)功率約為 32.66kW,由參考文獻(xiàn)［3］預(yù)選電動(dòng)機(jī)型號(hào) 為Y225S-4,轉(zhuǎn)速為1480r/min，額定功率P=37kW ① 確定計(jì)算功率 工作情況系數(shù)由參考文獻(xiàn)［4］表8-7得KA =1.3，則 Pca 二 KAP =1.3 37 =48.1 kW ② 選擇V帶的帶型 根據(jù)F>a和n1，由參考文獻(xiàn)［4］圖

48、8-11選用C型 ③ 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1，由參考文獻(xiàn)［4］表8-8 C型帶的基準(zhǔn)直徑系 列，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 = 355mm 2）驗(yàn)算帶速。根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］式（8-13 ）得 v 二 60 1000 60 1000 dd1n1 7 355 1480 =27.51m/s 由參考文獻(xiàn)［4］表3得v<30m/s,故帶速合格。 3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］式（8-15a）得 應(yīng) 950 dd2 = idd1 =1.56 355 = 553.8mm 根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］表8-8，圓整為dd^ 560mm

49、 ④ 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 1）根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］式（8-20 ）得 °.7（dd1 dd2）乞 a。^2（dd1 dd2） 0.7 (355 560)乞 a0 空 2 (355 560) 640.5 乞 a^ <1830 初定中心距a^ 1800mm 2）帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度的計(jì)算根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］式（8-22 ）得 2 (d-2 d-1) Ld0 2a0 — (dd1 dd2) ~ 2 4a° 2 兀 (560 — 355) =2 1800 — (355 560) 2 4燈800 =5043mm 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由參考文獻(xiàn)［4］表

50、8-2得L, = 5000mm 3）由參考文獻(xiàn)［4］式（8-23）得大帶輪與小帶輪的實(shí)際中心距為 Ld —Ld。 5000 — 5043 — a ： a0 - —=1800 1778.5mm 2 2 由參考文獻(xiàn)［4］式（8-24），得 amin =a「0.015Ld =1778.^0.015 5000 =1703.5mm amax =a 0.03Ld =1778.5 0.03 5000 =1928.5mm 中心距的變化范圍為1703.5~1928.5mm ⑤ 驗(yàn)算小帶輪上的包角。根據(jù)參考文獻(xiàn)［4］式（8-7 ）得 ◎ 57.3 ° 57.3 a "18

51、0說(shuō)2~1)==180 -(560 -355)扇：173-90 ⑥計(jì)算帶的根數(shù)Z 1）計(jì)算單根V帶的額定功率p 由 ddi=355mm和 n =1480r/min，查參考文獻(xiàn)［4］表 8-4a 得 P0 =14.134kW 根據(jù)m =1480r/min, i =1.56和帶的型號(hào)為C型，查參考文獻(xiàn)［4］表8-4b得 ：P0 =1.16kW 查參考文獻(xiàn)［4］表8-5得K.., -0.986，表8-2得KL =1.07，于是 Pr =(P0 P0)K：Kl =(14.134 1.16) 0.986 1.07 =16.13kW 2）計(jì)算V帶的根數(shù)z 由參考文獻(xiàn)［4］式（8-26

52、）得 Pr 48.1 16.13 = 2.98 取3根。 ⑦計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min 由參考文獻(xiàn)［4］表8-3得C型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 所以由參考文獻(xiàn)［4］式(8-27)得 (2.5-K 平 2 (Fo)min =500 - - qv K^zv (2.5 -0.986) 48.1 2 = 500 0.3 27.512 0.986 漢 3 漢 27.51 = 674N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0 - (F0)min ⑧計(jì)算壓軸力Fp 參考文獻(xiàn)［4］式(8-28)壓軸力的最小值為 1 173 (Fp)min =2z(F0)min sin —

53、2 3 674 sin 2 2 q = 0.3kg / m， 4036N 5.1葉輪強(qiáng)度校核 5離心通風(fēng)機(jī)的強(qiáng)度校核 0 圖5-48得如下圖5-1 (b), 作 5.1.1葉片強(qiáng)度計(jì)算 葉片的徑向尺寸大于軸向 (b)是圖(a)的局部放大圖。 ，葉片重心近似假設(shè)在葉片工作面的.O點(diǎn)上 [7] ，將這個(gè)小窄條看 (b) (a) 圖5-1 圓弧窄葉片的離心力及其分力圖 可以將小窄條看作是平板葉片，一般情況下，葉輪進(jìn)口處葉片所受彎曲應(yīng)力最大, 對(duì)比結(jié)果如下圖 圖5-2 窄條位置對(duì)比圖 由按參考文獻(xiàn)［1］式（7-42 ）得葉片最大彎曲應(yīng)力公式為 可見(jiàn)1

54、值越小，彎曲應(yīng)力值越大。圖5-2（ a）中2 =33，（b）中-37，由此 得本設(shè)計(jì)中葉輪進(jìn)口處葉片所受彎曲應(yīng)力最大 由圖5-1測(cè)得 2* =84,1： -33 R. = 0.329m,b = 0.14m 葉片的離心力f可分 葉片與輪盤輪蓋的連接為焊接，可以假定葉片為一固定梁 解為f1和f2兩個(gè)分力。由f2產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力因葉片的抗彎截面模量較大，可 忽略不計(jì)。只計(jì)算f1產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力即可。分力f1引起的最大彎曲應(yīng)力按參考 文獻(xiàn)［1］式（7-42 ）得 二 max 丄疋Rc 2cos 2 、 已知：葉片厚度= 0.008m 旋轉(zhuǎn)角速度 n 950 = 49.

55、74rad / s 60 60 材料的密度 ? =7.85 103(kg/m3) 將各值代入上式得 -max =-7.85 103 2 0.142 0.008 2 。 0.329 49.74 cos33 = 6.56 106(N/m2) 葉片材料選用16Mn低合金鋼，屈服點(diǎn)為 6=345 106Pa，滿足要求 5.1.2輪盤強(qiáng)度計(jì)算 如圖5-3所示 圖5-3葉輪和軸盤示意圖 輪盤的直徑D2 -1.4m，中間孔的直徑D, =0.64m 選取輪盤厚度：=0.008m 輪盤的最大應(yīng)力按參考文獻(xiàn)［1］式(7-52)計(jì)算 J =6500u；［1 0.212

56、0)2］ D2 2 0.64 2 = 6500 69.642 ［1 0.212 ( )2］ 1.4 = 32.92 106(N/m2) 葉片引起的附加應(yīng)力為 t2 KF2 F1 由參考文獻(xiàn)［1］式(7-54)，  !■ 3 3 2 F1 (D； -D；) 2 12 7.85 10； 3 3 2 0.008 (1.4 -0.643) 49.742 12 3 = 32.13 10 由參考文獻(xiàn)[1] 式(7-55), 匚 Zf Z 2 F2 mRc-v 31 JI 單個(gè)葉片的質(zhì)量 m=0.30 84 0.008 0.14 7.85 103 =3

57、.87(kg) 180 a 得 F?-16 3.87 0.329 49.742 =16.04 103 31 輪盤的葉片負(fù)荷分配系數(shù)K=1 于是, t2 KF2 F1 -t1 16.04 103 32.13 103 32.92 106 = 16.43 106(N/m2) 輪盤的最大應(yīng)力為 ；■ -；. t1 ；「t2 =32.92 106 16.43 106 =49.35 106(N /m2) 輪盤的材料為Q235A其屈服點(diǎn)▽ s=235N/mm2 235 安全系數(shù) ns —- 4.76，安全。 49.35 5.1.3輪蓋的強(qiáng)度計(jì)算 與輪盤強(qiáng)度計(jì)算過(guò)

58、程類似，除了輪蓋的葉片負(fù)荷分配系數(shù) K=0.5。則 KF 1 1 ；「t2 二山二廿=丄62 二丄 16.43 1 06 = 8.22 1 06(N/m2) F1 2 2 輪蓋的最大應(yīng)力為 、:-；「t1 ；「t2 = 32.92 1 06 8.22 1 06 =41.14 106(N/m2) 輪盤的材料為Q235A其屈服點(diǎn)▽ s=235N/mm2 235 安全系數(shù) ns 仝-5.71，安全。 41.14 5.1.4軸盤的材料選用 如圖5-4所示 N 圖5-4 軸盤示意圖 軸盤的最大直徑Dh= 0.833m，由參考文獻(xiàn)［7］式（5-16）得軸盤最大直徑處線速

59、 度為 二Dh n 二 0.833 950 Uh h 41.43(m/s) 60 60 由于U h 40m/s，貝峙由盤的材料選用鑄造碳鋼 ZG230-45C。 5.2主軸強(qiáng)度校核 根據(jù)通風(fēng)機(jī)的軸向尺寸和帶輪的大小以及結(jié)構(gòu)上的要求，確定主軸的形狀和 尺寸如圖所示 由參考文獻(xiàn)［7］圖5-57得本設(shè)計(jì)中離心通風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式為 C式傳動(dòng)。主軸 在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，同時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中要分別計(jì)算出主軸的最 大彎矩和轉(zhuǎn)矩，然后計(jì)算出合成應(yīng)力。 5.2.1主軸承受的負(fù)荷 如圖5-5所示，主軸承受的負(fù)荷如下 由于懸臂端軸的直徑是節(jié)段式的，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，視為

60、等直徑軸。 估算葉輪質(zhì)量m^ 450kg 帶輪直徑D = 0.56m，估算帶輪質(zhì)量m? = 50kg。 兩支承間軸的重量 JI o 3T o Q G4 =m4g =[— 0.1252 0.6 — 0.1 平 0.036] 7.85 103 9.81 =593.36(N) 4 4 葉輪端懸臂軸的重量 G5 = m5g 0.12 0.366 7.85 103 9.81 = 221.37(N) 4 葉輪重量與不平衡力之和由參考文獻(xiàn)[7]式(5-30 )得 G 二[g (』)2]m^ =[9.81 ^950)2] 450 =4503.60(N) 2135 2135 帶輪重量與帶

61、拉力之和由參考文獻(xiàn)[7]式(5-32 )得 G2 二2.865川=50 9.81 2.865 37 104 =2483.08(N) Dn 0.56 950 帶輪端懸臂軸的重力 G6 = rn.g 0.12 0.1625 7.85 103 9.81 =98.28(N) 4 5.2.2計(jì)算彎矩和扭矩 支撐A的反作用力為 匚(G G5)(l h) G4I4YG2 G6)l2 FA= | _ (450360 221.37) (0.636 0.366) 593.36 0.318-(2483.08 98.28) 0.1625 - 0.636 = 7081.19(N) 支撐B的反作

62、用力為 Fb 二 G1 G2 G4 G5 Ge-Fa = 4503.60 2483.08 593.36 221.37 98.28-7081.19 = 818.50(N) 截面A上的彎矩 M A 二 G G5)h =(4503.6 221.37) 0.366 = 1729.34(N m) 截面B上的彎矩 MB =(G2 G6)l2 =(2483.08 98.28) 0.1625 = 419.47(N m) AB段軸的扭矩由參考文獻(xiàn)［7］式(5-18)得 P 37 Mt =9551 9551 371.99(N m) n 950 作圖如下: 圖5-6 軸的載荷分析

63、 523計(jì)算軸的最大應(yīng)力和材料選用 最大彎矩值為 Mmax "842.89N m 最大彎矩發(fā)生在A截面，故最大合成應(yīng)力也發(fā)生在 A截面。合成應(yīng)力值由參考文 獻(xiàn)［7］ 式（ 5-33）得 式中，Mn由參考文獻(xiàn)［1］式（9-6 ）得 Mn - Mmax Mt2 二 1729.342 371.992 = 1768.70(N m) W為軸的截面抗彎模數(shù)，按下式計(jì)算 W d13 0.13 -98.17 10^(m3) 32 32 將Mn和W代入二n，得 1768.70 98.17 10' = 18.02 106(N/m2) 主軸的材料選

64、用35號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其屈服點(diǎn)［j］=530N/mm2， n十s］，滿足要求 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的計(jì)算、繪圖、修改和完善，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。此次 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)以三角膠帶為傳動(dòng)方式的前彎式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)， 由于關(guān)于前彎式通風(fēng) 機(jī)的書籍較少，此次設(shè)計(jì)中葉片的型線繪制以及采用小正方形法繪制蝸殼型線無(wú) 疑是對(duì)前彎式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的理論補(bǔ)充和完善。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我不僅對(duì)通風(fēng)機(jī)各方面知識(shí)有了深度的了解，最重要的是， 這次設(shè)計(jì)讓我能及時(shí)的將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，做到在實(shí)踐中檢驗(yàn)和拓展 所學(xué)內(nèi)容。機(jī)械專業(yè)與其他專業(yè)相比較，更加注重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而在大學(xué)四年所學(xué) 的基本都是偏理論的知識(shí)，很多大學(xué)生都缺

65、乏實(shí)踐，畢業(yè)設(shè)計(jì)恰好就是一個(gè)能將 理論知識(shí)付諸于實(shí)踐的平臺(tái)，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)的鍛煉，今后走上工作崗位也積累了 一定的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)這次設(shè)計(jì)注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力， 在遇到問(wèn) 題時(shí)不再想著求助于同學(xué)或者老師，而是通過(guò)自己的深思熟慮尋找不同的方法并 從中選取最適合的方案。 參考文獻(xiàn) [1] 成心德 .離心通風(fēng)機(jī)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2007，127-160. [2] 李慶宜 .通風(fēng)機(jī) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007 , 127-160. [3] 駱?biāo)鼐? 朱詩(shī)順 .機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2006 ,

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