离心通风机设计毕业论文设计

1、标准文档本科毕业设计（论文）题目 SFF型离心通风机设计学院机械工程学院年级专业班级学号学生姓名 校内导师职称校外导师职称论文提交日期 本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明： 所呈交的本科毕业设计（论文），是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。 除文中已经注明引用的 内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:本人签名:本科毕业设计（论文）使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计 （论文）的规定，即：本科生在校期

2、间进行毕业设计 （论文）工作的 知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门 或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计 （论文）被查阅 和借阅；学校可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一 致。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。日期:日期:本人签名:导师签名:SFF型离心通风机设计论文摘要伴随着社会快速发展的需要，风机在国民经济中的应用越来越广泛， 因此风 机的设计和制造不仅对风机领域的发展和技术的提高有着深远影响， 而且风机设 计中节能减排减震等

3、的思想方案可以推广至各个生产领域。根据通风机气体流动方向的不同， 通风机可以分为离心式、轴流式、斜流式 和横流式等类型。其中按应用范围广泛程度来说，离心通风机因在矿井、锅炉、 纺织、建筑物通风等众多场合均有涉及，所以应用远超其他类型通风机。本文献 综述了在纺织机械中以三角胶带为传动方式的 SFF型离心通风机的设计，该设计 主要涵盖了离心通风机的工作原理、适用场合、发展现状、机械部分的组成等， 以及分析了圆弧形前弯叶片的设计和小正方形法蜗壳型线的绘制等。考虑到通风机速度不高且伴有冲击，轴承座采用脂润滑结构，且整体设计中采取了加装整体 减震支架的措施。关键字：离心通风机三角胶带前弯叶片The de

4、sig n of SFF type cen trifugal fanAbstractAlong 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 flue nee in the developme nt of fan and the improveme nt of tech no logy ,

5、 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 ntdirect ionof the gas flow in the ven tilatorit can be divided into the type of centrifugal, axial flow, oblique

6、 flow and cross flow . And accord ing to the wide range of applicati ons, as the centrifugal fan in mine, boiler, textile, building ventilationand otheroccasi ons are invo Ived, the cen trifugal fan have a far more applicati on than others.The docume nt sums up the desig n of SFF type cen trifugal v

7、entilatortransmitted by triangletape in textilemachinery. This designmainly covers the principle of operation, applicableoccasions ,development situation , the composition of mechanical parts and so on .As well as an alyses the desig n of the circular arc curved blade and themethod of spiral case of

8、 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 installing the shock absorber bracket in the whole design .Keywords: Centrifugal

9、 ventilator； Triangle tape ； Forward curved vane目录摘要 IAbstract II目录 Ill1 绪论 11.1. 通风机的发展 11.2. 通风机的分类 11.3. 通风机的主要参数 21.3.1通风机的流量 21.3.2通风机的压力 21.3.3通风机的功率 31.3.4通风机的效率 31.3.5通风机的噪声 41.3.6通风机的转速 41.4. 研究离心通风机的目的和意义 42 毕业设计综述 52.1设计任务 52.2主要问题及解决方法 52.3 设计成果及风机优点 53离心通风机概述 73.1离心通风机的工作原理 73.2离心通风机的基本

10、结构 73.3离心通风机的主要零部件 73.3.1 叶轮 73.3.2进气装置 93.3.3前导器 103.3.4扩散器 114离心通风机的设计计算 114.1叶轮设计 114.2蜗壳型线绘制 194.3通风机所需功率 204.4三角胶带传动设计 215 离心通风机的强度校核 245.1叶轮强度校核 245.1.1叶片强度计算 245.1.2轮盘强度计算 265.1.3轮盖的强度计算 275.1.4轴盘的材料选用 275.2主轴强度校核 285.2.1 主轴承受的负荷 295.2.2计算弯矩和扭矩 305.2.3计算轴的最大应力和材料选用 31结束语 32参考文献 33致谢 341 绪论1.1

11、.通风机的发展建国初期，国民经济逐渐步入正轨，各大中小型企业相继恢复运转，迫于生 产力的需要，通风机逐渐进入人们的视野并不断普及和发展。然而由于从国外引 进通风机设备运输不便且资金庞大， 我国开始自行研究制造通风机，自此通风机 的发展和广泛应用拉开了序幕，这对我国生产力效率的提高有着深远的影响。60 年代，为有效的提高通风机的生产效率，经过专业人员不断的思想改进和技术改 革，通风机不断更新换代，并在各行各业开始发挥重要作用。但在科技飞速发展的今天，传统通风机的设计方法显然跟不上时代的步伐， 智 能化的绘图软件全面代替了传统的手工绘图， 不仅大大的提高了绘图效率，同时 为工厂避免了人才浪费，从而

12、使工厂获得了更多的效益。12通风机的分类风机根据不同的压力和不同的作用可以划分为三类，其中第一类是鼓风机， 第二类是通风机，第三类是压缩机。这三类风机中，通风机的排气压力小于 0.015MPa,排气压力值较小；压缩机的排气压力最高可以达 100MPa以上，可以 承受的压力值较大；而鼓风机的排气压力不大于0.2MPa,压力值介于通风机和压缩机之间。根据工作原理的不同，风机可以分为下面三种类型：第一类是离心式通风机，这类通风机中的气流在离心力的作用下， 先是轴向 流动，在进入通风机叶轮后，气流改为径向流动。最具代表性的是离心式鼓风机、 离心式通风机和离心式压缩机。第二类是轴流式通风机，这类通风机中

13、的气流沿轴线方向进入风机的叶轮， 并且近似地在圆柱形表面上沿轴线方向流动。最具代表性的是轴流式鼓风机、轴 流式通风机和轴流式压缩机。第三类是回转式通风机，这类通风机中，转子可以通过连续不断的旋转来使 气室的容积不断发生变化。最具代表性的是是罗茨式鼓风机和回转式压缩机。13通风机的主要参数1.3.1通风机的流量通风机的流量又叫做通风机的体积流量，一般表示为气体在单位时间内流过 通风机入口截面的体积。通常用 m3/h和m3/min表示。如果没有特别指出的情况 下，气体均指标准状况下的气体体积。1.3.2通风机的压力由于气体自重很小，可以忽略不计。气体的静压用Pst表示，指标准状况下，单位气体存在的

14、势能。气体的动压用Pd来表示，指标准状况下，单位气体存在的动能。由参考文献1式（1-1）得气体的全压即为动压和静压的总和，用Pt表示，贝UP = pst Pd式中，Pt、Pst和Pd的单位为Pa。通常把通风机的全压称为通风机的压力。若用Pst1表示通风机入口截面的静压，Pst2表示通风机出口截面的静压，Pd1表示通风机入口截面的动压，Pd2表示 通风机出口截面的动压，则由参考文献1中式（1-2 ）存在如下关系式P = （ Pst2 Pd2）'Pst1 Pd1）气体的动压在气流稳定的情况下，由参考文献1中式（1-3 ）有P 2Pd亍其中，c是气体的平均速度，单位为 m/s；'是气

15、体的密度，kg/m3。因此由参考文献1中式（1-4）得PpP = （ Pst2 2过）（Pst1用Pd来表示通风机中没有被利用的能量，则由参考文献1中式（1-5 ）有P 2Pd 二 Pd2C22用Pst来表示通风机中有效利用的能量，即通风机的静压，则由参考文献1中式（1-6）,有巳=P - Pd133通风机的功率通风机的有效功率指气体在单位时间内所获得的能量，一般用Ne来表示。由参考文献1中式（1-7 ）有PQs1000式中，P是通风机的全压，Pa；Qs是通风机的流量，m3 / s o通风机的静压由参考文献|：1中式（1-8）得有效功率为NPstQsN est1000式中，Pst是通风机的静压

16、,Pa o通常用N来表示通风机的内部功率，它是通风机的轴功率N与通风机内轴承 产生的损失功率之差。1.3.4通风机的效率通风机的效率又叫做通风机的全压效率，用符号来表示。由参考文献1中式（1-9）存在如下关系式：_ Ne _ PQsN 1000N其中，Ne是通风机的有效功率，N是通风机的轴功率，即为Ne和N的比值。通风机的静压效率用符号st来表示。由参考文献1中式（1-10 ）得st存在 如下关系式：. N est _ RtQsst N 1000 N其中，Nest是通风机的静压有效功率，N是通风机的轴功率，st即为Nest和N 的比值通风机的内部效率又叫做通风机的全压内部效率，用符号i来表示。

17、由参考文献1中式（1-11 ）得i存在如下关系式:iPQs1000N其中，M是通风机的内部功率通风机的静压内部效率用符号 ist来表示。由参考文献1中式(1-12)得杖 存在如下关系式：，-RtQsist1000Ni135通风机的噪声通风机的噪声主要由两方面造成的，一方面是气体的动力噪声，另一方面是 气体的机械噪声。此外，当用电动机驱动通风机时，还伴随着电磁噪声。所以噪 声对通风机的性能存在着重要影响，从而将噪声看作是通风机的性能参数之一。 噪声的评定标准为A声级，用字母La来表示，它的单位为dB(A)。136通风机的转速转速本来不属于性能参数，但由于通风机在运转过程中，无论是流量还是功 率，

18、或者是通风机的其它性能参数都会发生变化， 所以通风机的转速也可以看作 是通风机众多性能参数中的一个。转速用 n表示，单位为r/min。14研究离心通风机的目的和意义对大学生来说，毕业设计不仅可以对在校四年所学所感进行全面的实践，更 能进一步发挥学生的能动能力，毕竟在学校所学的基本属于理论内容，所谓“读 万卷书，不如行万里路”，毕业设计注重的是开拓视野，丰富眼界，为学生今后 步入社会与工作积累经验。本次毕业设计的课题是SFF型离心通风机设计，因为通风机应用越来越广 泛，尤其是离心通风机，更是在电力、钢铁、石化等国民经济各部门和基础设施 建设中发挥着重要作用。所以离心通风机的理论设计、各参数选定和

19、校核，以及 装配图设计对通风机领域的发展有着重要意义。由于设计过程中对通风机很多零部件不了解，所以设计起来有一定难度。但是在老师和通风机厂里工作人员的指 导下，以及同学的相互讨论、相互答疑下，我一定会将此次设计工作圆满完成。2毕业设计综述2.1设计任务根据毕业设计任务书中给定的离心通风机的性能参数，即通风机的风量和全 压来设计离心式通风机，并且要求设计不仅满足性能参数要求， 同时必须运行可 靠。该通风机由电动机带动，电动机位于通风机的出口侧。电动机与通风机之间 用三角胶带传动。轴承座采用脂润滑结构，风机底座加装减震支架。本设计需要 完成通风机的理论计算和各结构的强度校核，并按照计算数据绘制装配

20、图和零件 图。轴流通风机性能参数为：风量18000m3 / h = 5m3 /s ；全压4300Pa。2.2主要问题及解决方法对于本次设计，主要是完成对离心通风机理论设计计算， 完成对主轴的强度 校核、轴承的寿命计算、三角胶带传动计算、叶轮受力及回转力矩计算等，同时 完成离心通风机的结构设计并绘制装配图和主要零件的零件图。在设计过程中， 叶片型线和强度、蜗壳型线及通风机其它结构的设计等都是需要仔细考虑的问 题。解决方法：（1）去通风机厂里进行实地参观，请工厂负责人员帮忙介绍通风机各组成 部分的作用，同时提出自己的疑问，并与工作人员进行交流。（2）查阅与通风机相关的书籍，设计过程严格按照书籍要求

21、计算，对于各 系数和经验值的选取严格参照标准选取。（3）向指导老师请教，对于一些设计过程的确定，先构思方案，再与老师 交流，请老师指正。图纸绘制过程中，细节部分尤为重要，绘制结束后请老师帮 忙检查错误，并不断改进。（4）与同学互相交流，不断改进设计方案。2.3 设计成果及风机优点设计过程中，设计出的离心通风机采用脂润滑结构，该润滑方式受温度影响较小。以三角胶带为传动方式，在传动过程中不仅平稳且结构简单，价格低。风机底座加装减震装置，有效的避免了通风机运转过程中产生的噪音污染。3离心通风机概述3.1离心通风机的工作原理离心通风机在运转过程中，气流进入通风机，在通风机叶片旋转过程中，气 流在离心力

22、的作用下速度不断的增大，由最开始的动能在离开叶片时变成静压 能。之后静压能又随着流体的压力增大时变成速度能，气体由此进入管道内。3.2离心通风机的基本结构T口*2时轮鶴蠡叶月叶轮時盘沾口于氐 ”口 W港板t凤晋）*一文黑图2-1 离心式通风机如图2-1是离心式通风机的典型结构图。通风机运转时，靠三角胶带驱动，大带轮安装在主轴上，小带轮安装在电动机上。在电动机运转过程中，电动机驱 动小带轮转动，同时小带轮带动大带轮转动，从而带动主轴进行旋转。气体顺着 图中气流方向进入吸气口 1,进而进入叶轮部分，这时气体在叶片旋转下产生动 力，并逐渐向四周流动。当气体经过蜗壳时，由于气体逐渐增大，使部分动能转

23、化为压力能，从而从排气口 6进入管道。3.3离心通风机的主要零部件3.3.1叶轮叶轮在通风机的工作过程中起着重要作用，尤其是叶轮的形状选择和尺寸计算是决定通风机性价比的好坏的重要因素。离心式通风机的叶轮包括叶片、叶轮前盘、叶轮后盘等，其中，叶轮的前盘如图2-2，主要有以下几种类型：第一种是图a）所示的平前盘叶轮，第二种是图 b）所示的锥形前盘叶轮，第三种是 图c）所示的弧形前盘叶轮，第四种是图 d）所示的双叶轮。这几种叶轮的结构 形式多用铆钉铆接。本设计采用的是锥弧形前盘叶轮。图2-2 叶轮前盘类型叶轮的结构不仅与叶片形状的选择有关，同时还与叶片出口安装角有着很大 联系。具体分析如下（1）如图

24、2-3所示，叶片根据其叶片出口角度的不同可以分为以下三种情况，图（a）所示的是前向叶轮，该叶轮的叶片出口角一般大于90。图（b）所示的是径向叶轮，该叶轮的叶片出口角一般等于90。图（c）所示的是后向叶轮，该叶轮的叶片出口角一般小于90。本次设计中，叶轮叶片的出口角为120度，所以是前向叶轮。由于前向叶轮的相关书籍较少，所以本次课题的设 计对通风机前向叶轮的发展和完善有着很大帮助。2A前向牡向图2-3前向、径向和后向叶轮示意图（2）如图2-4所示，根据叶片形状的不同，离心式通风机可以分为以下四 种情况，图a）所示的叶片是平板型，图b）所示的叶片是圆弧窄型，图c）所示的叶片是圆弧型，图d）所示的叶

25、片是机翼型。其中平板型叶片制造最为简单，应用较为广泛。a)平板叶片h）圆弧窄叶片c）圆弧叶片d）机翼型叶片图2-4叶片形状3.3.2进气装置离心通风机的进气装置除了常用的集流器以外，还有进气箱。常用的集流器有四种，如图2-5c图2-5 常用集流器通风机中的气体主要通过集流器进入叶轮， 但气体刚进入集流器时速度一般 较小，且集流器自身的长度较短，所以气体流动损失较小。即集流器的主要任 务是保证叶轮入口气流均匀，达到提高叶轮效率的目的。（1）为筒形集流器，这种集流器会在叶轮入口处形成较大的漩涡，对集流效果产生不利影响。如果集流器前面接一段长度大于集流器直径3-4倍的直管,效果会略有改善。（2）为锥

26、形集流器，比筒形集流器好一些，但效果仍欠佳。（3）为圆弧形集流器，由于气流经过圆弧形集流器时一般较为平稳，所以 目前在生产中应用较多。按叶道入口处形成的涡区大小来比较， 弧形集流器比锥 形集流器产生的涡区要小。（4）为锥弧形集流器，制成先锥形后弧形。这种集流器在叶道入口处产生 的涡区可以忽略，对于比转速较大且效率要求较高的通风机， 锥弧形集流器得到 了广泛的采用。3.3.3前导器前导器有轴向式和径向式两种。一般安装在通风机的进口处，前导器上装有 叶片，随着叶片角度的改变可以使通风机的性能提高，从而提高通风机的效率。334扩散器扩散器根据其截面形状的不同可以分为圆形截面扩散器和方形截面扩散器。

27、气体进入通风机时，最终通过出口处的扩散器将部分气体的动压变为静压。4离心通风机的设计计算4.1叶轮设计指定 Q=18000/3600=5m3/sP=4300pa根据任务要求采用三角胶带传动，且为防止除尘离心式通风机。 通风机的转速、叶片出口角与轮径的确定。初选取 n=950r/minIQ（5比转速为：ns =5.54n35.54 950 =22.16P44300刁根据比转速值，由参考文献1图5-5预选，-1.4。由参考文献1中式（7-3），根据施和屮值估算出叶片出口角Pb2屮1.44 10 *n 2-0.3835=S2.7966x101 4521.44 10* 22.160.38352 -11

28、5.702.7966 1052值与通风机的压力 P有关，为了使通风机的压力满足设计要求，确定-120压力系数为'=(0.3835 2.7966 10° 120 -1.44 10 22.162) 2 =1.42圆周速度为:2 4300.1.2 1.42D2二 71.04(m/s) 60u2二 n60 71.04950二= 1.43(m)取整，确定D1.4m业=嬰 J.4 950 =69.64(m/s)60 604300_ =1.48 u2哇 69.6422 2 2 确定叶轮入口参数。由参考文献1式（7-10 ），叶轮入口喉部直径为:由于是径向自由入口，；-0。根据集流器不同类型

29、的特点，本设计采用锥弧形集流器，叶轮入口截面气流 充满系数-Q =1预选=0.92, v 498根据参考文献1图7-5，大多数高效率前弯叶片通风机的系数值都较大, 选取 1 =0.963。将各值代入参考文献1式(7-10)，得0.963 5门 、Do =3.25 嗚计=0.58(m)X 0.92 F 950 7.98确定喉部直径D0 =0.6m叶道入口直径D1 = 0.64m叶片入口最大和最小直径 Umax =0.72m,D1min = 0.56m于是,D1n兀汉 0.64 汉 950/、u131.83(m/s)60 60由参考文献1式(7-6)D1亏二（1）4 11选取叶道入口前截面气流充满

30、系数7 =0.9将各值代入上式，得竺 10.209，确定 b 0.21m40.85x0.9叶道入口前速度为QnC1m 二 Dg v兀 x0.64 x 0.21 x 0.9x0.98= 13.43(m/s)7=22.78， 确定 n =25 确定叶片数。由参考文献1 式（ 7-18 ）,D? _ Db12式中,i; =0.5 1.7sin “2=0.5 1.7sin120丨 1.97于是,Z1.974 °.64 sin 12025 “5.841.40.642取 Z=16叶轮出口宽度b2的确定由参考文献1式（7-25）-叫：D1 sin -b1-Zr1b2 = d国2 42 兀D2sin

31、 Pb2 Z262选取叶片厚底：二0.008m 。选取叶道出口截面气流充满系数迟二0.85预选A =1.7，于是2b2 =0.21 1.70.8509 二 0.64 毗5 -16 0.008 =0.07伽): 1.4 sin120 -16 0.008确定 b2 = 0.07m。验算叶道的当量扩散角Veq，由参考文献1式（3-4）丄 七D?b2 2Sin、2DibiSin 山tan2Zl由参考文献1式（2-54）和式（2-53 ）得0.64 二0.00816 sin 250.64:= 0.849161.4 二 0.008二6sin 120 =0.9661.4 二16由参考文献1式（7-17），叶

32、片长度为1.40.64l =sinR2 - R.1 卩 +P b2 b122 =0.398(m).12025sin将各值代入参考文献1式（3-4 ）得%1.4 0.07 0.966 sin 1200.64 0.21 0.849 sin25tan2d6 0.398-0.0417= 2.39 门eq =4.78 小于 5 度,符合要求 计算滑移系数和理论压力泄漏量为Q =2：D0 ?取 =0.005m=0.7:43003心。=20.6900597兀"46佃 /s)理论流量为Qt 二Qn =Q =5 0.46 = 5.46(m3/s)容积效率为 Qn-0.92Qt5.46叶片无限多时，叶道

33、出口子午速度为c2 m - 兀D?b2応工1.4工0.07= 16.24(m/s)叶片无限多时的理论压力为卩=疋(1-cot “2)=1.2 69.642 (cot120 ) _69.64= 6603 (Pa)U2用斯托多拉公式求滑移系数：u2 sin : b2Z(U2T )r.Dzb? tan b2=1 -二 69.64 sin1205.46-0.8516 (69.64-二 1.4 o.o7 tan120)通风机的理论压力为片二片-6603 0.85 =5613(Pa) 计算叶道入口和出口速度叶道入口前速度Qt5.46C m 二叫 二 0.64 0.21 0.9= 14.37 (m/ s)叶

34、道入口后速度C1mC1m 二14 37竺7 =16.93(m/s)0.84916 93.1 二 二二 40.06(m/s)sin -b1sin 25叶道出口前速度c2mQt5.46二D2b2,2 2二 1.4 0.07 0.85 0.966= 21.60 m/sc2msin :b2 sin 120=24.94(m/s)检查I 2的值，与预选值17接近，可以蜗壳的入口速度如下C2mQT二 D2b2 20.86(m/s)二 1.4 0.07 0.85c2u - = u2 -c2mcot -b2 =69.64 -20.86cot120 =81.68(m/s)c2u 二七u：-= 0-85 81.68

35、 = 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 =16.70c2u69.43 验算通风机的压力由于本设计中通风机是前弯式，所以在计算过程中各损失系数可以选取较 大值。叶轮入口后拐弯处损失按参考文献1式(3-5)计算£ P *21 22p 二 r cm =0.2514.372 =31(Pa)2 2叶道内损失，按参考文献1式(3-6)计算卫 P 21.22=pb 二 b 1 =0.340.06 = 289(Pa)22蜗壳内损失，按参考文献1式(3-27)计算P1 2=Pv

36、 = v c2 =0.25 1- 72.50 = 788( Pa)2 2总流动损失为.:Ph =,；pr：pb .：pv =31 289 788 =1108( Pa)通风机的压力为p = Pt ：ph =5613 -1108 =4505( Pa)4505-4300要求的压力为4300Pa,误差为4505 4300 =4.8%，满足要求4300 效率估算根据上面计算可知，计算出的流量 Qt值实际上是容积损失与流动损失的总和Pt4505 = o.8o5613已知v =0.98得流动效率厂080，0.98轮盘摩擦损失的效率按参考文献1式（3-34）计算：Nf 二=D；u； 10（kW）取 =0.85

37、得：Nf =0.85 1.2 1.42 69.643 10 -0.68(kW)内部功率为M =0.684505 5.461000 0.80-31.43( kW)内部机械效率为i.mNi31.43-0.6831.43通风机的内部效率为3 =口4山=0.98x0.82x0.98 =0.79 轮盖型线绘制从叶道入口到叶道出口，叶片的宽度按参考文献1式（7-27）计算已知叶道入口前的子午速度 弘=13.43m/s叶道刚出口的子午速度为QtbD吐5.460.07 二 1.4 0.85= 20.86(m/s)选取叶道入口之前截面气流充满系数叫=0.9，叶道刚出口截面气流充满系数=0.85从入口到出口将D分

38、为若干等份，设Cm和都是按线性规律变化，由参考文献1式（7-27 ）可求出不同直径Di处的叶片宽度bi，计算结果如下表：D/m0.640.750.860.971.071.181.291.4cm13.4314.4915.5516.6117.6818.7419.8020.860.90.8930.8860.8780.8710.8640.8570.85bi/m0.210.190.170.150.130.110.090.07 叶片型线绘制采用单圆弧叶片，叶片圆弧的半径为o R；_R 0.7 cos(180 -120)-0.27 cos(180 -25 ) -0.33(m)叶片圆弧的圆心所在半径为2OMr

39、2 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)由此绘制出叶片型线，如图4-12R2COS(180 - 血)-Ricos(180 - -b1) _0.7 -0.322图4-1 叶片型线4.2蜗壳型线绘制根据参考文献1式（8-13 ） B=（24）b2选取其宽度B取 B = 3 b2 =3 0.07 =0.21（m）如按等环量法设计，蜗壳型线为对数螺旋线。蜗壳的张开度A按参考文献1式（8-3）计算A = R2(e2"m-1)m = -2 tan、 =tan

40、 16.70 =0.10B0.21A =0.7 (e2®0-1) =0.61(m)蜗壳的径向尺寸显然太大。如按参考文献1近似式（8-7）计算，蜗壳型线为阿基米德螺旋线，张开度为a = A 500125mm* 4 -r 4A 2 R2m ' 20.7 0.100.44(m)根据上述计算值可以1(2j1A=500m如按参考文献1式厂取前两项计算,Au2=0.旷2 二 0.10= 0f58(m)尺寸仍较大，决定选取蜗壳型线绘分别求出各段弧的半径Rd =R2a/2 =700 -125/2 =762.5(mm)Ro =R2 3a/2 =700 3 125/2 =887.5(mm)Rb

41、=R2 5a/2 =700 5 125/2 =1012.5(mm)Ra =R2 7a/2 =700 7 125/2 =1137.5(mm)由于比转速较低，决定采用深舌。根据参考文献1式(8-15)，叶轮外圆周 与蜗舌顶端的间隙计算得t =0.05D2 "05 1.4 =0.07(m)确定舌顶端的圆弧半径，按参考文献1式（8-16）计算得r = 0.03d2 = 0.042(m)图4-2 蜗壳型线4.3通风机所需功率因 i =0.79 , k -1.2PQ3Nmk 10 =32.66kwi4.4三角胶带传动设计根据上述所得电动机功率约为32.66kW,由参考文献3预选电动机型号为Y22

42、5S-4,转速为1480r/min，额定功率P=37kW 确定计算功率工作情况系数由参考文献4表8-7得KA =1.3，则Pca 二 KAP =1.3 37 =48.1 kW 选择V带的带型根据F>a和n1，由参考文献4图8-11选用C型 确定带轮的基准直径dd并验算带速1）初选小带轮的基准直径dd1，由参考文献4表8-8 C型带的基准直径系列，取小带轮的基准直径dd1 = 355mm2）验算带速。根据参考文献4式（8-13 ）得v 二60 1000 60 1000dd1n17 355 1480 =27.51m/s由参考文献4表3得v<30m/s,故带速合格。3）计算大带轮的基准直

43、径。根据参考文献4式（8-15a）得应 950dd2 = idd1 =1.56 355 = 553.8mm根据参考文献4表8-8，圆整为dd 560mm 确定V带的中心距a和基准长度Ld1）根据参考文献4式（8-20 ）得°.7（dd1 dd2）乞 a。2（dd1 dd2）0.7 (355 560)乞 a0 空 2 (355560)640.5 乞 a <1830初定中心距a1800mm2）带轮的基准长度的计算根据参考文献4式（8-22 ）得2(d-2 d-1)Ld0 2a0 (dd1 dd2)24a°2兀(560 355)=2 1800 (355 560)24灯800

44、=5043mm带的基准长度由参考文献4表8-2得L, = 5000mm3）由参考文献4式（8-23）得大带轮与小带轮的实际中心距为Ld Ld。5000 5043 a ： a0-=18001778.5mm2 2由参考文献4式（8-24），得amin =a0.015Ld =1778.0.015 5000 =1703.5mmamax =a 0.03Ld =1778.5 0.03 5000 =1928.5mm中心距的变化范围为1703.51928.5mm 验算小带轮上的包角。根据参考文献4式（8-7 ）得57.3°57.3a"180说21)=180 -(560 -355)扇：173

45、-90计算带的根数Z1）计算单根V带的额定功率p由 ddi=355mm和 n =1480r/min，查参考文献4表 8-4a 得 P0 =14.134kW根据m =1480r/min, i =1.56和带的型号为C型，查参考文献4表8-4b得：P0 =1.16kW查参考文献4表8-5得K., -0.986，表8-2得KL =1.07，于是Pr =(P0P0)K：Kl =(14.134 1.16) 0.986 1.07 =16.13kW2）计算V带的根数z由参考文献4式（8-26 ）得Pr48.116.13= 2.98取3根。计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min由参考文献4表8-3得C型带

46、的单位长度质量所以由参考文献4式(8-27)得(2.5-K 平 2(Fo)min =500- - qvKzv(2.5 -0.986) 48.12= 5000.3 27.5120.986 汉 3 汉 27.51= 674N应使带的实际初拉力F0 - (F0)min计算压轴力Fp参考文献4式(8-28)压轴力的最小值为1173(Fp)min =2z(F0)min sin 2 3 674 sin2 2q = 0.3kg / m，4036N5.1叶轮强度校核5离心通风机的强度校核0图5-48得如下图5-1 (b), 作5.1.1叶片强度计算叶片的径向尺寸大于轴向(b)是图(a)的局部放大图。，叶片重心

47、近似假设在叶片工作面的.O点上7，将这个小窄条看(b)(a)图5-1圆弧窄叶片的离心力及其分力图可以将小窄条看作是平板叶片，一般情况下，叶轮进口处叶片所受弯曲应力最大, 对比结果如下图图5-2窄条位置对比图由按参考文献1式（7-42 ）得叶片最大弯曲应力公式为 可见1值越小，弯曲应力值越大。图5-2（ a）中2 =33，（b）中-37，由此得本设计中叶轮进口处叶片所受弯曲应力最大由图5-1测得2* =84,1： -33R. = 0.329m,b = 0.14m叶片的离心力f可分叶片与轮盘轮盖的连接为焊接，可以假定叶片为一固定梁 解为f1和f2两个分力。由f2产生的弯曲应力因叶片的抗弯截面模量较

48、大，可忽略不计。只计算f1产生的弯曲应力即可。分力f1引起的最大弯曲应力按参考文献1式（7-42 ）得二 max丄疋Rc 2cos2 、已知：叶片厚度= 0.008m旋转角速度n 950 = 49.74rad / s60 60材料的密度 ? =7.85 103(kg/m3)将各值代入上式得-max=-7.85 10320.1420.0082 。0.329 49.74 cos33= 6.56 106(N/m2)叶片材料选用16Mn低合金钢，屈服点为 6=345 106Pa，满足要求5.1.2轮盘强度计算如图5-3所示图5-3叶轮和轴盘示意图轮盘的直径D2 -1.4m，中间孔的直径D, =0.64

49、m选取轮盘厚度：=0.008m轮盘的最大应力按参考文献1式(7-52)计算J =6500u；1 0.2120)2D220.64 2= 6500 69.642 1 0.212 ()21.4= 32.92 106(N/m2)叶片引起的附加应力为t2KF2F1由参考文献1式(7-54)，!33 2F1 (D； -D；) 2 127.85 10；3320.008 (1.4 -0.643) 49.742 123= 32.13 10由参考文献1 式(7-55),匚 Zf Z2F2mRc-v31 JI单个叶片的质量m=0.30 840.008 0.14 7.85 103 =3.87(kg)180 a得F?-

50、16 3.87 0.329 49.742 =16.04 10331轮盘的叶片负荷分配系数K=1于是,t2KF2F1-t116.04 10332.13 10332.92 106= 16.43 106(N/m2)轮盘的最大应力为； -；. t1 ；t2 =32.92 106 16.43 106 =49.35 106(N /m2)轮盘的材料为Q235A其屈服点 s=235N/mm2235安全系数 ns-4.76，安全。49.355.1.3轮盖的强度计算与轮盘强度计算过程类似，除了轮盖的叶片负荷分配系数K=0.5。则KF11；t2 二山二廿=丄62 二丄 16.43 1 06 = 8.22 1 06(

51、N/m2) F122轮盖的最大应力为、:-；t1 ；t2 = 32.92 1 068.22 1 06 =41.14 106(N/m2)轮盘的材料为Q235A其屈服点 s=235N/mm2235安全系数ns仝-5.71，安全。41.145.1.4轴盘的材料选用如图5-4所示N图5-4 轴盘示意图轴盘的最大直径Dh= 0.833m，由参考文献7式（5-16）得轴盘最大直径处线速度为二Dh n 二 0.833 950Uhh41.43(m/s)60 60由于Uh 40m/s，贝峙由盘的材料选用铸造碳钢 ZG230-45C。5.2主轴强度校核根据通风机的轴向尺寸和带轮的大小以及结构上的要求，确定主轴的形

52、状和尺寸如图所示由参考文献7图5-57得本设计中离心通风机的传动方式为C式传动。主轴在运转过程中，同时承受弯矩和转矩，所以在设计过程中要分别计算出主轴的最 大弯矩和转矩，然后计算出合成应力。5.2.1主轴承受的负荷如图5-5所示，主轴承受的负荷如下由于悬臂端轴的直径是节段式的，为了简化起见，视为等直径轴。估算叶轮质量m 450kg带轮直径D = 0.56m，估算带轮质量m? = 50kg。两支承间轴的重量JIo3ToQG4 =m4g=0.12520.6 0.1 平0.036 7.85 1039.81 =593.36(N)44叶轮端悬臂轴的重量G5 = m5g0.12 0.366 7.85 103 9.81 = 221.37(N)4叶轮重量与不平衡力之和由参考文献7式(5-30 )得G 二g ()2m =9.81 950)2 450 =4503.60(N) 21352135带轮重量与带拉力之和由参考文献7式(5