離心通風(fēng)機設(shè)計畢業(yè)論文

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1、本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 SFF型離心通風(fēng)機設(shè)計 學(xué) 院機械工程學(xué)院 年 級 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 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(論文)誠信承諾書 本人鄭重聲明： 所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(論文)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進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人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 本人簽名： 日期： 本科畢業(yè)

2、設(shè)計(論文)使用授權(quán)說明 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(論文)的規(guī)定，即：本科生在校期間進行畢業(yè)設(shè)計(論文)工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬常熟理工學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)設(shè)計(論文)被查閱和借閱；學(xué)?？梢詫厴I(yè)設(shè)計(論文)的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，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（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(論文)在解密后遵守此規(guī)定。 本人簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： SFF

3、型離心通風(fēng)機設(shè)計論文 摘要 伴隨著社會快速發(fā)展的需要，風(fēng)機在國民經(jīng)濟中的應(yīng)用越來越廣泛，因此風(fēng)機的設(shè)計和制造不僅對風(fēng)機領(lǐng)域的發(fā)展和技術(shù)的提高有著深遠影響，而且風(fēng)機設(shè)計中節(jié)能減排減震等的思想方案可以推廣至各個生產(chǎn)領(lǐng)域。 根據(jù)通風(fēng)機氣體流動方向的不同，通風(fēng)機可以分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。其中按應(yīng)用范圍廣泛程度來說，離心通風(fēng)機因在礦井、鍋爐、紡織、建筑物通風(fēng)等眾多場合均有涉及，所以應(yīng)用遠超其他類型通風(fēng)機。本文獻綜述了在紡織機械中以三角膠帶為傳動方式的SFF型離心通風(fēng)機的設(shè)計，該設(shè)計主要涵蓋了離心通風(fēng)機的工作原理、適用場合、發(fā)展現(xiàn)狀、機械部分的組成等，以及分析了圓弧形前彎葉片的

4、設(shè)計和小正方形法蝸殼型線的繪制等?？紤]到通風(fēng)機速度不高且伴有沖擊，軸承座采用脂潤滑結(jié)構(gòu)，且整體設(shè)計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 三角膠帶 前彎葉片 The design of SFF type centrifugal 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

5、 have a far-reaching influence in the development of fan and the improvement of technology , but also the scheme that energy saving and carbon emission reduction , shock absorption in the design of fan can be extended to all areas of production. According to the different direction of the gas flow

6、in the ventilator , it can be divided into the type of centrifugal, axial flow, oblique flow and cross flow . And according to the wide range of applications, as the centrifugal fan in mine, boiler, textile, building ventilation and other occasions are involved, the centrifugal fan have a far more a

7、pplication than others.The document sums up the design of SFF type centrifugal 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 well as

8、 analyses the design 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 the action that

9、 installing the shock absorber bracket in the whole design . Keywords:Centrifugal ventilator；Triangle tape；Forward curved vane 目錄 摘要I AbstractII 目錄III 1 緒論1 1.1.通風(fēng)機的發(fā)展1 1.2.通風(fēng)機的分類1 1.3.通風(fēng)機的主要參數(shù)2 1.3.1通風(fēng)機的流量2 1.3.2通風(fēng)機的壓力2 1.3.3通風(fēng)機的功率3 1.3.4通風(fēng)機的效率3 1.3.5通風(fēng)機的噪聲4 1.3.6通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速4 1.4.研究離心通風(fēng)

10、機的目的和意義4 2 畢業(yè)設(shè)計綜述5 2.1設(shè)計任務(wù)5 2.2 主要問題及解決方法5 2.3設(shè)計成果及風(fēng)機優(yōu)點5 3 離心通風(fēng)機概述7 3.1離心通風(fēng)機的工作原理7 3.2離心通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu)7 3.3離心通風(fēng)機的主要零部件7 葉輪7 3.3.2進氣裝置9 3.3.3前導(dǎo)器10 擴散器10 4 離心通風(fēng)機的設(shè)計計算11 4.1葉輪設(shè)計11 4.2蝸殼型線繪制19 4.3通風(fēng)機所需功率20 4.4三角膠帶傳動設(shè)計21 5 離心通風(fēng)機的強度校核24 5.1葉輪強度校核24 5.1.1葉片強度計算24 5.1.2輪盤強度計算25 5.1.3輪蓋的強

11、度計算27 5.1.4軸盤的材料選用27 5.2主軸強度校核28 5.2.1 主軸承受的負荷29 5.2.2計算彎矩和扭矩30 5.2.3計算軸的最大應(yīng)力和材料選用31 結(jié)束語32 參考文獻33 致謝34 1 緒論 1.1.通風(fēng)機的發(fā)展 建國初期，國民經(jīng)濟逐漸步入正軌，各大中小型企業(yè)相繼恢復(fù)運轉(zhuǎn)，迫于生產(chǎn)力的需要，通風(fēng)機逐漸進入人們的視野并不斷普及和發(fā)展。然而由于從國外引進通風(fēng)機設(shè)備運輸不便且資金龐大，我國開始自行研究制造通風(fēng)機，自此通風(fēng)機的發(fā)展和廣泛應(yīng)用拉開了序幕，這對我國生產(chǎn)力效率的提高有著深遠的影響。60年代，為有效的提高通風(fēng)機的生產(chǎn)效率，經(jīng)過專業(yè)人員不斷的

12、思想改進和技術(shù)改革，通風(fēng)機不斷更新?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)機的設(shè)計方法顯然跟不上時代的步伐，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，同時為工廠避免了人才浪費，從而使工廠獲得了更多的效益。 1.2.通風(fēng)機的分類 風(fēng)機根據(jù)不同的壓力和不同的作用可以劃分為三類，其中第一類是鼓風(fēng)機，第二類是通風(fēng)機，第三類是壓縮機。這三類風(fēng)機中，通風(fēng)機的排氣壓力小于0.015MPa，排氣壓力值較??；壓縮機的排氣壓力最高可以達100MPa以上，可以承受的壓力值較大；而鼓風(fēng)機的排氣壓力不大于0.2MPa，壓力值介于通風(fēng)機和壓縮機之間。 根

13、據(jù)工作原理的不同，風(fēng)機可以分為下面三種類型： 第一類是離心式通風(fēng)機，這類通風(fēng)機中的氣流在離心力的作用下，先是軸向流動，在進入通風(fēng)機葉輪后，氣流改為徑向流動。最具代表性的是離心式鼓風(fēng)機、離心式通風(fēng)機和離心式壓縮機。 第二類是軸流式通風(fēng)機，這類通風(fēng)機中的氣流沿軸線方向進入風(fēng)機的葉輪，并且近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。最具代表性的是軸流式鼓風(fēng)機、軸流式通風(fēng)機和軸流式壓縮機。 第三類是回轉(zhuǎn)式通風(fēng)機，這類通風(fēng)機中，轉(zhuǎn)子可以通過連續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)來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)機和回轉(zhuǎn)式壓縮機。 1.3.通風(fēng)機的主要參數(shù) 1.3.1通風(fēng)機的流量 通風(fēng)機的流量又叫做通風(fēng)機

14、的體積流量，一般表示為氣體在單位時間內(nèi)流過通風(fēng)機入口截面的體積。通常用表示。如果沒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)機的壓力 由于氣體自重很小，可以忽略不計。氣體的靜壓用表示，指標(biāo)準(zhǔn)狀況下，單位氣體存在的勢能。氣體的動壓用來表示，指標(biāo)準(zhǔn)狀況下，單位氣體存在的動能。由參考文獻[1]式（1-1）得氣體的全壓即為動壓和靜壓的總和，用表示，則 式中，的單位為Pa。 通常把通風(fēng)機的全壓稱為通風(fēng)機的壓力。若用表示通風(fēng)機入口截面的靜壓，表示通風(fēng)機出口截面的靜壓，表示通風(fēng)機入口截面的動壓，表示通風(fēng)機出口截面的動壓，則由參考文獻[1]中式（1-2）存在如下關(guān)系式 氣體的

15、動壓在氣流穩(wěn)定的情況下，由參考文獻[1]中式（1-3）有 其中，c是氣體的平均速度，單位為m/s； 是氣體的密度，。 因此由參考文獻[1]中式（1-4）得 用Pd來表示通風(fēng)機中沒有被利用的能量，則由參考文獻[1]中式（1-5）有 用來表示通風(fēng)機中有效利用的能量，即通風(fēng)機的靜壓，則由參考文獻[1]中式（1-6），有 1.3.3通風(fēng)機的功率 通風(fēng)機的有效功率指氣體在單位時間內(nèi)所獲得的能量，一般用來表示。由參考文獻[1]中式（1-7）有 式中，P是通風(fēng)機的全壓，Pa； Qs是通風(fēng)機的流量，。 通風(fēng)機的靜壓由參考文獻[1]中式（1-8）得有效

16、功率為 式中，是通風(fēng)機的靜壓，。 通常用來表示通風(fēng)機的內(nèi)部功率，它是通風(fēng)機的軸功率N與通風(fēng)機內(nèi)軸承產(chǎn)生的損失功率之差。 1.3.4通風(fēng)機的效率 通風(fēng)機的效率又叫做通風(fēng)機的全壓效率，用符號來表示。由參考文獻[1]中式（1-9）存在如下關(guān)系式： 其中，是通風(fēng)機的有效功率，N是通風(fēng)機的軸功率，即為的比值。 通風(fēng)機的靜壓效率用符號來表示。由參考文獻[1]中式（1-10）得存在如下關(guān)系式： 其中，是通風(fēng)機的靜壓有效功率，N是通風(fēng)機的軸功率，即為的比值。 通風(fēng)機的內(nèi)部效率又叫做通風(fēng)機的全壓內(nèi)部效率，用符號來表示。由參考文獻[1]中式（1-11）得存在如下關(guān)系式：

17、 其中，是通風(fēng)機的內(nèi)部功率。 通風(fēng)機的靜壓內(nèi)部效率用符號來表示。由參考文獻[1]中式（1-12）得存在如下關(guān)系式： 1.3.5通風(fēng)機的噪聲 通風(fēng)機的噪聲主要由兩方面造成的，一方面是氣體的動力噪聲，另一方面是氣體的機械噪聲。此外，當(dāng)用電動機驅(qū)動通風(fēng)機時，還伴隨著電磁噪聲。所以噪聲對通風(fēng)機的性能存在著重要影響，從而將噪聲看作是通風(fēng)機的性能參數(shù)之一。噪聲的評定標(biāo)準(zhǔn)為A聲級，用字母來表示，它的單位為dB(A)。 1.3.6通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速本來不屬于性能參數(shù)，但由于通風(fēng)機在運轉(zhuǎn)過程中，無論是流量還是功率，或者是通風(fēng)機的其它性能參數(shù)都會發(fā)生變化，所以通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速也可以看作是通風(fēng)機眾多性能參數(shù)

18、中的一個。轉(zhuǎn)速用n表示，單位為。 1.4.研究離心通風(fēng)機的目的和意義 對大學(xué)生來說，畢業(yè)設(shè)計不僅可以對在校四年所學(xué)所感進行全面的實踐，更能進一步發(fā)揮學(xué)生的能動能力，畢竟在學(xué)校所學(xué)的基本屬于理論內(nèi)容，所謂“讀萬卷書，不如行萬里路”，畢業(yè)設(shè)計注重的是開拓視野，豐富眼界，為學(xué)生今后步入社會與工作積累經(jīng)驗。 本次畢業(yè)設(shè)計的課題是《SFF型離心通風(fēng)機設(shè)計》，因為通風(fēng)機應(yīng)用越來越廣泛，尤其是離心通風(fēng)機，更是在電力、鋼鐵、石化等國民經(jīng)濟各部門和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。所以離心通風(fēng)機的理論設(shè)計、各參數(shù)選定和校核，以及裝配圖設(shè)計對通風(fēng)機領(lǐng)域的發(fā)展有著重要意義。由于設(shè)計過程中對通風(fēng)機很多零部件不了解

19、，所以設(shè)計起來有一定難度。但是在老師和通風(fēng)機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，我一定會將此次設(shè)計工作圓滿完成。 2 畢業(yè)設(shè)計綜述 2.1設(shè)計任務(wù) 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中給定的離心通風(fēng)機的性能參數(shù)，即通風(fēng)機的風(fēng)量和全壓來設(shè)計離心式通風(fēng)機，并且要求設(shè)計不僅滿足性能參數(shù)要求，同時必須運行可靠。 該通風(fēng)機由電動機帶動，電動機位于通風(fēng)機的出口側(cè)。電動機與通風(fēng)機之間用三角膠帶傳動。軸承座采用脂潤滑結(jié)構(gòu)，風(fēng)機底座加裝減震支架。本設(shè)計需要完成通風(fēng)機的理論計算和各結(jié)構(gòu)的強度校核，并按照計算數(shù)據(jù)繪制裝配圖和零件圖。 軸流通風(fēng)機性能參數(shù)為：風(fēng)量；全壓4300Pa。 2.2 主要問題及

20、解決方法 對于本次設(shè)計，主要是完成對離心通風(fēng)機理論設(shè)計計算，完成對主軸的強度校核、軸承的壽命計算、三角膠帶傳動計算、葉輪受力及回轉(zhuǎn)力矩計算等，同時完成離心通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制裝配圖和主要零件的零件圖。在設(shè)計過程中，葉片型線和強度、蝸殼型線及通風(fēng)機其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計等都是需要仔細考慮的問題。 解決方法： （1）去通風(fēng)機廠里進行實地參觀，請工廠負責(zé)人員幫忙介紹通風(fēng)機各組成部分的作用，同時提出自己的疑問，并與工作人員進行交流。 （2）查閱與通風(fēng)機相關(guān)的書籍，設(shè)計過程嚴(yán)格按照書籍要求計算，對于各系數(shù)和經(jīng)驗值的選取嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)選取。 （3）向指導(dǎo)老師請教，對于一些設(shè)計過程的確定，先構(gòu)思方案，再與

21、老師交流，請老師指正。圖紙繪制過程中，細節(jié)部分尤為重要，繪制結(jié)束后請老師幫忙檢查錯誤，并不斷改進。 （4）與同學(xué)互相交流，不斷改進設(shè)計方案。 2.3設(shè)計成果及風(fēng)機優(yōu)點 設(shè)計過程中，設(shè)計出的離心通風(fēng)機采用脂潤滑結(jié)構(gòu)，該潤滑方式受溫度影響較小。以三角膠帶為傳動方式，在傳動過程中不僅平穩(wěn)且結(jié)構(gòu)簡單，價格低。風(fēng)機底座加裝減震裝置，有效的避免了通風(fēng)機運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的噪音污染。 3 離心通風(fēng)機概述 3.1離心通風(fēng)機的工作原理 離心通風(fēng)機在運轉(zhuǎn)過程中，氣流進入通風(fēng)機，在通風(fēng)機葉片旋轉(zhuǎn)過程中，氣流在離心力的作用下速度不斷的增大，由最開始的動能在離開葉片時變成靜壓能。之后靜壓能又隨著流體的壓力增大

22、時變成速度能，氣體由此進入管道內(nèi)。 3.2離心通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu) 圖2-1 離心式通風(fēng)機 如圖2-1是離心式通風(fēng)機的典型結(jié)構(gòu)圖。通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時，靠三角膠帶驅(qū)動，大帶輪安裝在主軸上，小帶輪安裝在電動機上。在電動機運轉(zhuǎn)過程中，電動機驅(qū)動小帶輪轉(zhuǎn)動，同時小帶輪帶動大帶輪轉(zhuǎn)動，從而帶動主軸進行旋轉(zhuǎn)。氣體順著圖中氣流方向進入吸氣口1，進而進入葉輪部分，這時氣體在葉片旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生動力，并逐漸向四周流動。當(dāng)氣體經(jīng)過蝸殼時，由于氣體逐漸增大，使部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能，從而從排氣口6進入管道。 3.3離心通風(fēng)機的主要零部件 葉輪 葉輪在通風(fēng)機的工作過程中起著重要作用，尤其是葉輪的形狀選擇和尺寸計算是決定通

23、風(fēng)機性價比的好壞的重要因素。離心式通風(fēng)機的葉輪包括葉片、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)計采用的是錐弧形前盤葉輪。 圖2-2 葉輪結(jié)構(gòu)形式示意圖 a) 平前盤葉輪 b)錐形前盤葉輪 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

24、前向葉輪，該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)計對通風(fēng)機前向葉輪的發(fā)展和完善有著很大幫助。 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）所示的葉片是機翼型。其中平板型葉片制造最為簡單，應(yīng)用較為廣泛。 本次設(shè)計由于是

25、前向葉輪，所以采用的是圓弧形葉片。 a)平板葉片 h)圓弧窄葉片 c)圓弧葉片 d)機翼型葉片 圖2-4 葉片形狀 進氣裝置 離心通風(fēng)機的進氣裝置除了常用的集流器以外，還有進氣箱。常用的集流器有四種，如圖2-5。 圖2-5 常用集流器 通風(fēng)機中的氣體主要通過集流器進入葉輪，但氣體剛進入集流器時速度一般較小， 且集流器自身的長度較短，所以氣體流動損失較小。即集流器的主要任務(wù)是保證葉輪入口氣流均勻，達到提高葉輪效率的目的。 （1）為筒形集流器，這種集流器會在葉輪入口處形成較大的漩渦，對集流效果產(chǎn)生不利影響。如果集流器前面接一段長度大于集流器直徑3-4倍的直管，效果會略有

26、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)過圓弧形集流器時一般較為平穩(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，對于比轉(zhuǎn)速較大且效率要求較高的通風(fēng)機，錐弧形集流器得到了廣泛的采用。 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)機的進口處，前導(dǎo)器上裝有葉片，隨著葉片角度的改變可以使通風(fēng)機的性能提高，從而提高通風(fēng)機的效率。 擴散器 擴散器根據(jù)其截面形狀的不同可以分為圓形截面擴散器和方形

27、截面擴散器。氣體進入通風(fēng)機時，最終通過出口處的擴散器將部分氣體的動壓變?yōu)殪o壓。 4 離心通風(fēng)機的設(shè)計計算 4.1葉輪設(shè)計 指定Q=18000/3600=5 P=4300pa 根據(jù)任務(wù)要求采用三角膠帶傳動，且為防止除塵離心式通風(fēng)機。 ①通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速、葉片出口角與輪徑的確定。 初選取n=950r/min 比轉(zhuǎn)速為： 根據(jù)比轉(zhuǎn)速值，由參考文獻[1]圖5-5預(yù)選。由參考文獻[1]中式（7-3），根據(jù)值估算出葉片出口角 值與通風(fēng)機的壓力P有關(guān)，為了使通風(fēng)機的壓力滿足設(shè)計要求，確定 壓力系數(shù)為 圓周速度為： 取整，確定 ②確定葉輪入口參數(shù)。 由參考文獻[1]式（7

28、-10），葉輪入口喉部直徑為： 由于是徑向自由入口，。 根據(jù)集流器不同類型的特點，本設(shè)計采用錐弧形集流器，葉輪入口截面氣流充滿系數(shù)。 預(yù)選 根據(jù)參考文獻[1]圖7-5，大多數(shù)高效率前彎葉片通風(fēng)機的系數(shù)值都較大，選取。 將各值代入?yún)⒖嘉墨I[1]式（7-10），得 確定喉部直徑 葉道入口直徑 葉片入口最大和最小直徑 于是， 由參考文獻[1]式（7-6） 選取葉道入口前截面氣流充滿系數(shù) 將各值代入上式，得 ，確定 葉道入口前速度為 ， 確定 ③確定葉片數(shù)。 由參考文獻[1]式（7-18）， 式中， 于是， 取Z=16 ④葉輪出口寬度的確定 由參考

29、文獻[1]式（7-25） 選取葉片厚底。 選取葉道出口截面氣流充滿系數(shù) 預(yù)選，于是 確定。 驗算葉道的當(dāng)量擴散角，由參考文獻[1]式（3-4） 由參考文獻[1]式（2-54）和式（2-53）得 由參考文獻[1]式（7-17），葉片長度為 將各值代入?yún)⒖嘉墨I[1]式（3-4）得 小于5度，符合要求 ⑤計算滑移系數(shù)和理論壓力 泄漏量為 取 得 理論流量為 容積效率為 葉片無限多時，葉道出口子午速度為 葉片無限多時的理論壓力為 用斯托多拉公式求滑移系數(shù) 通風(fēng)機的理論壓力為 ⑥計算葉道入口和出口速度 葉道入口前速度

30、葉道入口后速度 葉道出口前速度 檢查的值 ，與預(yù)選值1.7接近，可以。 蝸殼的入口速度如下 ⑦驗算通風(fēng)機的壓力 由于本設(shè)計中通風(fēng)機是前彎式，所以在計算過程中各損失系數(shù)可以選取較大值。 葉輪入口后拐彎處損失按參考文獻[1]式（3-5）計算 葉道內(nèi)損失，按參考文獻[1]式（3-6）計算 蝸殼內(nèi)損失，按參考文獻[1]式（3-27）計算 總流動損失為 通風(fēng)機的壓力為 要求的壓力為4300Pa，誤差為，滿足要求 ⑧效率估算 根據(jù)上面計算可知，計算出的流量值實際上是容積損失與流動損失的總和。 已知 得流動效率 輪盤摩擦損失的效率按參考文獻[1]式（3-34）計算

31、 取 得 內(nèi)部功率為 內(nèi)部機械效率為 通風(fēng)機的內(nèi)部效率為 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[1]式（7-27）計算 已知葉道入口前的子午速度 葉道剛出口的子午速度為 選取葉道入口之前截面氣流充滿系數(shù)，葉道剛出口截面氣流充滿系數(shù)。 從入口到出口將D分為若干等份，設(shè)都是按線性規(guī)律變化，由參考文獻[1]式（7-27）可求出不同直徑Di處的葉片寬度bi，計算結(jié)果如下表： D/m 0.64 0.75 0.86 0.97 1.07 1.18 1.29 1.4 Cm’ 13.43 14.49 15.55 16.61 1

32、7.68 18.74 19.80 20.86 μ 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 葉片圓弧的圓心所在半徑為 由此繪制出葉片型線，如圖4-1 圖4-1 葉片型線 4.2蝸殼型線繪制 根據(jù)參考文獻[1]式（8-13）選取其寬度B 取 如按等環(huán)量法設(shè)計，蝸殼型線為對數(shù)螺旋線。蝸殼的張開度A按參考文獻[1]式（8-3）計算 蝸殼的徑向尺寸顯然

33、太大。 如按參考文獻[1]近似式（8-7）計算，蝸殼型線為阿基米德螺旋線，張開度為 根據(jù)上述計算值可以看出兩種方法得出的張開度值相差較大。 如按參考文獻[1]式（8-6）取前兩項計算，張開度為 尺寸仍較大，決定選取A=500mm 蝸殼型線繪制采用小正方形法，由此得邊長 分別求出各段弧的半徑 由于比轉(zhuǎn)速較低，決定采用深舌。根據(jù)參考文獻[1]式（8-15），葉輪外圓周與蝸舌頂端的間隙計算得 確定舌頂端的圓弧半徑，按參考文獻[1]式（8-16）計算得 確定蝸殼出口長度，參考文獻[1]圖（8-18）得 蝸殼出口內(nèi)側(cè)的傾斜角取 由此繪出蝸殼外周型線。如圖4-2 圖4-2蝸殼型線

34、 4.3通風(fēng)機所需功率 因， 4.4三角膠帶傳動設(shè)計 根據(jù)上述所得電動機功率約為32.66kW，由參考文獻[3]預(yù)選電動機型號為Y225S-4，轉(zhuǎn)速為1480r/min，額定功率P=37kW。 ①確定計算功率 工作情況系數(shù)由參考文獻[4]表8-7得，則 ②選擇V帶的帶型 根據(jù)，由參考文獻[4]圖8-11選用C型。 ③確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速 1） 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由參考文獻[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 2） 驗算帶速。根據(jù)參考文獻[4]式（8-13）得 由參考文獻[4]表3得v<30m/s，故帶速合格。 3） 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。

35、根據(jù)參考文獻[4]式（8-15a）得 根據(jù)參考文獻[4]表8-8，圓整為 ④確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度 1）根據(jù)參考文獻[4]式（8-20）得 初定中心距 2） 帶輪的基準(zhǔn)長度的計算根據(jù)參考文獻[4]式（8-22）得 帶的基準(zhǔn)長度由參考文獻[4]表8-2得 3） 由參考文獻[4]式（8-23）得大帶輪與小帶輪的實際中心距為 由參考文獻[4]式（8-24），得 中心距的變化范圍為1703.5~1928.5mm ⑤驗算小帶輪上的包角。根據(jù)參考文獻[4]式（8-7）得 ⑥計算帶的根數(shù)Z 1） 計算單根V帶的額定功率 由，查參考文獻[4]表8-4a得 根據(jù)和帶的型號為C型

36、，查參考文獻[4]表8-4b得 查參考文獻[4]表8-5得，表8-2得，于是 2） 計算V帶的根數(shù)z 由參考文獻[4]式（8-26）得 取3根。 ⑦計算單根V帶的初拉力的最小值 由參考文獻[4]表8-3得C型帶的單位長度質(zhì)量， 所以由參考文獻[4]式（8-27）得 應(yīng)使帶的實際初拉力 ⑧計算壓軸力 參考文獻[4]式（8-28）壓軸力的最小值為 5 離心通風(fēng)機的強度校核 5.1葉輪強度校核 5.1.1葉片強度計算 由于本設(shè)計中葉片為圓弧窄葉片，這種葉片的徑向尺寸大于軸向尺寸，所以在計算葉片強度時，在葉片上沿軸向取一單位長度的小窄條，根據(jù)參考文獻[7]圖5-48得

37、如下圖5-1（b），圖（b）是圖（a）的局部放大圖。將這個小窄條看作是承受均布載荷的梁，葉片重心近似假設(shè)在葉片工作面的O點上。 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，葉輪進口處葉片所受彎曲應(yīng)力最大，對比結(jié)果如下圖 圖5-2 窄條位置對比圖 由按參考文獻[1]式（7-42）得葉片最大彎曲應(yīng)力公式為 ，可見值越小，彎曲應(yīng)力值越大。圖5-2（a）中，（b）中，由此得本設(shè)計中葉輪進口處葉片所受彎曲應(yīng)力最大。 由圖5-1測得 葉片與輪盤輪蓋的連接為焊接，可以假定葉片為一固定梁。葉片的離心力f可分解為f1和f2兩個分力。由f2產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力因葉片

38、的抗彎截面模量較大，可忽略不計。只計算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[1]式（7-42）得 已知：葉片厚度 旋轉(zhuǎn)角速度 材料的密度 將各值代入上式得 葉片材料選用16Mn低合金鋼，屈服點為，滿足要求。 5.1.2輪盤強度計算 如圖5-3所示 圖5-3 葉輪和軸盤示意圖 輪盤的直徑，中間孔的直徑 選取輪盤厚度 輪盤的最大應(yīng)力按參考文獻[1]式（7-52）計算 葉片引起的附加應(yīng)力為 由參考文獻[1]式（7-54）， 由參考文獻[1]式（7-55）， 單個葉片的質(zhì)量 得 輪盤的葉片負荷分配系數(shù)K=1 于是，

39、 輪盤的最大應(yīng)力為 輪盤的材料為Q235A，其屈服點 安全系數(shù) ，安全。 5.1.3輪蓋的強度計算 與輪盤強度計算過程類似，除了輪蓋的葉片負荷分配系數(shù)K=0.5。則 輪蓋的最大應(yīng)力為 輪盤的材料為Q235A，其屈服點 安全系數(shù) ，安全。 5.1.4軸盤的材料選用 如圖5-4所示 圖5-4 軸盤示意圖 軸盤的最大直徑，由參考文獻[7]式（5-16）得軸盤最大直徑處線速度為 由于，則軸盤的材料選用鑄造碳鋼ZG230-450。 5.2主軸強度校核 根據(jù)通風(fēng)機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 圖5-5 主軸 由參

40、考文獻[7]圖5-57得本設(shè)計中離心通風(fēng)機的傳動方式為C式傳動。主軸在運轉(zhuǎn)過程中，同時承受彎矩和轉(zhuǎn)矩，所以在設(shè)計過程中要分別計算出主軸的最大彎矩和轉(zhuǎn)矩，然后計算出合成應(yīng)力。 5.2.1 主軸承受的負荷 如圖5-5所示，主軸承受的負荷如下 由于懸臂端軸的直徑是節(jié)段式的，為了簡化起見，視為等直徑軸。 估算葉輪質(zhì)量 帶輪直徑，估算帶輪質(zhì)量。 兩支承間軸的重量 葉輪端懸臂軸的重量 葉輪重量與不平衡力之和由參考文獻[7]式（5-30）得 帶輪重量與帶拉力之和由參考文獻[7]式（5-32）得 帶輪端懸臂軸的重力 5.2.2計算彎矩和扭矩 支撐A的反作用力為 支撐B的反作用力為

41、截面A上的彎矩 截面B上的彎矩 AB段軸的扭矩由參考文獻[7]式（5-18）得 作圖如下： 圖5-6 軸的載荷分析 5.2.3計算軸的最大應(yīng)力和材料選用 最大彎矩值為 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[7]式（5-33）得 式中，由參考文獻[1]式（9-6）得 W為軸的截面抗彎模數(shù)，按下式計算 將和W代入，得 主軸的材料選用35號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其屈服點， ，滿足要求。 結(jié)束語 經(jīng)過幾個月的計算、繪圖、修改和完善，畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。此次畢業(yè)設(shè)計是對以三角膠帶為傳動方式的前彎式通風(fēng)機設(shè)計，由于關(guān)于前彎式通風(fēng)機的書籍較少，

42、此次設(shè)計中葉片的型線繪制以及采用小正方形法繪制蝸殼型線無疑是對前彎式通風(fēng)機設(shè)計的理論補充和完善。 通過本次設(shè)計，我不僅對通風(fēng)機各方面知識有了深度的了解，最重要的是，這次設(shè)計讓我能及時的將所學(xué)的理論知識應(yīng)用于實踐，做到在實踐中檢驗和拓展所學(xué)內(nèi)容。機械專業(yè)與其他專業(yè)相比較，更加注重實踐經(jīng)驗，而在大學(xué)四年所學(xué)的基本都是偏理論的知識，很多大學(xué)生都缺乏實踐，畢業(yè)設(shè)計恰好就是一個能將理論知識付諸于實踐的平臺，通過這個平臺的鍛煉，今后走上工作崗位也積累了一定的經(jīng)驗。同時這次設(shè)計注重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力，在遇到問題時不再想著求助于同學(xué)或者老師，而是通過自己的深思熟慮尋找不同的方法并從中選取最適合

43、的方案。 參考文獻 [1]成心德. 離心通風(fēng)機[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2007，127-160. [2] 李慶宜. 通風(fēng)機[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2007，127-160. [3] 駱?biāo)鼐?，朱詩? 機械課程設(shè)計簡明手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2006，87-298. [4] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計[M]. 第八版.北京：高等教育出版社， 2006，143-164. [5] 王少懷. 機械設(shè)計師手冊上冊[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2006，846-847. [6] 續(xù)魁昌，王洪強，蓋京方. 風(fēng)機手冊[M].第二版. 北京：機械工業(yè)

44、出版社，2011，127-160. [7] 續(xù)魁昌.風(fēng)機手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2004，164-185. [8] 楊詩成，王喜魁. 泵與風(fēng)機[M].第四版. 北京：中國電力出版社， 2012，53-56. [9] 樂庚熙. 風(fēng)機技術(shù)知識問答[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2013，34-68. [10] 魏新利，付衛(wèi)東，張軍.泵與風(fēng)機節(jié)能技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2011，19-75. [11] 王海波，邵澤波. 風(fēng)機維修手冊[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2010，68-73. [12] 成心德. 葉片式泵、通風(fēng)機、壓縮機[M]. 北京：機

45、械工業(yè)出版社， 2011，477-509. [13] 張展. 機械設(shè)計通用手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2011，1382-1392. [14] 張漢旭. 風(fēng)機的使用與維修[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1982，2-16. [15] 竇金平，周廣. 通用機械設(shè)備[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社， 2011，104-122. [16] 劉鴻文. 材料力學(xué)[M]. 第五版.北京：高等教育出版社， 2011，110-131. 致謝 對于本次畢業(yè)設(shè)計，無論是從指導(dǎo)老師的選擇還是課題的設(shè)計，我都非常滿意。因為趙連生老師在平時的教學(xué)過程中態(tài)度嚴(yán)謹，專業(yè)課講解非常

46、詳細，對于學(xué)生的疑問，趙老師總是第一時間解答。他的教學(xué)成績有目共睹，并且每一屆學(xué)生對他的評價都非常好。本次的畢業(yè)設(shè)計課題也是趙老師針對我的專業(yè)進行再三思考確定的。這個課題與我大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識息息相關(guān)，不論是理論計算和強度校核，還是圖紙的設(shè)計都無疑是對我四年知識的綜合檢驗。讓我對專業(yè)知識進行總結(jié)和反思，并在實踐中牢牢地掌握知識和靈活運用，并進一步拓展自己的知識面。 我的畢業(yè)設(shè)計課題是《SFF型離心通風(fēng)機設(shè)計》，對于這次畢業(yè)設(shè)計的圓滿完成，對我?guī)椭畲蟮漠?dāng)然就是我的指導(dǎo)老師趙連生，記得一拿到這個課題時，我對通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)很陌生，雖然查了大量的資料，但總是沒有一個感性的認識。趙老師很早

47、就考慮到了這點，事先與學(xué)校周圍的通風(fēng)機廠里聯(lián)系好，并在百忙之中抽出時間開車帶我和另外幾個畢業(yè)設(shè)計課題與通風(fēng)機有關(guān)的同學(xué)去廠里實地參觀拍照。對于廠里的各項大型通風(fēng)機，趙老師不僅給我們詳細講解各種通風(fēng)機的適用場合、通風(fēng)機的工作原理以及通風(fēng)機各構(gòu)件的作用，還給我們介紹了工廠里風(fēng)機制造的負責(zé)人，這樣我們設(shè)計時有不懂的地方可以聯(lián)系負責(zé)人再來廠里參觀學(xué)習(xí)。在設(shè)計計算過程中，我也遇到了不少的問題，趙老師每次都很耐心的給我講解。圖紙繪制過程中，許多細節(jié)我都出現(xiàn)錯誤，甚至標(biāo)注時連最基本的標(biāo)注樣式都標(biāo)注錯誤，趙老師不僅沒有不耐煩或者責(zé)備我，反而很和藹的指出我的錯誤之處，并告訴我怎樣改正，以后要多加注意，讓我覺得很過意不去，有愧于老師，但同時給我更好的去完成畢業(yè)設(shè)計的動力。最重要的是，趙老師很注重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，對于一些設(shè)計方案，他會讓我們自己整理思路，然后他再進行修改，這給我提供了很大的發(fā)揮空間。所以說，是趙老師給我這次畢業(yè)設(shè)計畫上了圓滿的句號。