買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 1 - 聯(lián)合收割機(jī) 混流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要： 本文介紹了聯(lián)合收割機(jī)中風(fēng)機(jī)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義，發(fā)展前景以及有待解決的科研問題。目前在 稻麥 聯(lián)合收割機(jī)中大多采用的是低壓中速離心式風(fēng)機(jī)，其氣流沿葉輪寬度方向分布的均勻性比較差 。本 設(shè)計(jì) 為 離心 軸流組合式清糧風(fēng)機(jī)，改變了風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速的均勻性，且改變了普通離心式風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)速分布情況兩端較高中間較低的弊端。 關(guān)鍵詞： 混流 ； 風(fēng)機(jī) ； 軸流 ； 離心 in in is to be At it in of of of of of to a 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 2 - 目 錄 摘 要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前 言 2 2 確定設(shè)計(jì)方案 2 3 風(fēng)機(jī)的工作過程和工作原理 4 心風(fēng)機(jī)的工作過程 4 心風(fēng)機(jī)的工作原理 4 4 風(fēng)葉的設(shè)計(jì) 5 葉的形狀 5 片形狀對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響 5 種葉輪的應(yīng)用 6 糧風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 7 涼風(fēng)機(jī)的特點(diǎn) 7 糧風(fēng)機(jī)的工況參數(shù)討論 7 計(jì)計(jì)算 8 5 風(fēng)機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 13 擇蝸殼張開度 A 10 蝸殼外線 11 體寬度 11 6 風(fēng)機(jī)的效率和功率的損失 11 動(dòng)損失 11 率 11 7 軸的設(shè)計(jì)和校核 12 的計(jì)算 12 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 的校 核 14 8 軸承的校核 17 9 風(fēng)機(jī)的性能相關(guān)資料數(shù)據(jù) 18 10 結(jié)論 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝 22 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 4 - 1 前言 風(fēng)機(jī)在機(jī)械中應(yīng)用很廣泛，大多數(shù)情況下，利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流做介質(zhì)進(jìn) 工作。例如，在植保機(jī)械上，用氣流輸送、分撒藥粉和藥液，并使藥液霧化；在谷物收割機(jī)機(jī)械及清選機(jī)械上，用氣流進(jìn)行清洗及谷粒分級(jí)；在鼓舞著干燥機(jī)械中，用氣流做熱介質(zhì)傳遞熱能 加熱烘干谷物并運(yùn)出水汽；在輸送裝置中，則用氣流輸送各種農(nóng)業(yè)物料。在某些情況下，如氣 吸式 播種機(jī) ，則利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的真空度使種子吸附于排種盤而排種。此外，農(nóng)業(yè)中也常用風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)換氣機(jī)物料輸送等工作。 風(fēng)機(jī)是稻麥聯(lián)合收割機(jī)上重要的工作部件，利用谷粒和夾雜物的空氣動(dòng)力學(xué)特性的差異進(jìn)行請(qǐng)選的方法在聯(lián)合收割機(jī)上得到了普通應(yīng)用為了提高谷粒的清潔度和降低請(qǐng)選損 失，風(fēng)機(jī)出口的氣流特性應(yīng)符合要求，包括流量，動(dòng)壓和靜壓應(yīng)沿葉輪寬度方向的分布是均勻的。 目前稻麥聯(lián)合收割機(jī)上大多采用低壓中速離心式風(fēng)機(jī)，但由于風(fēng)機(jī)葉輪寬度與葉輪外徑之比一般都比較大，氣流沿葉輪寬度方向分布的均勻性比較差。當(dāng)寬徑比大于四以上后，會(huì)在葉輪左右兩側(cè)產(chǎn)生明顯的吸風(fēng)現(xiàn)象，而中間的風(fēng)速又會(huì)過高。 為了獲得風(fēng)機(jī)出風(fēng)口沿葉輪寬度方向較均勻的風(fēng)速，設(shè)計(jì)一種離心 軸流組合式清糧風(fēng)機(jī)，采用了多種方法，如將葉片外端內(nèi)側(cè)切除一個(gè)三角塊，以減少葉輪兩端對(duì)空氣的作用面積而增加中間的進(jìn)風(fēng)量：在風(fēng)機(jī)出風(fēng)管道內(nèi)加橫向刀鋒板，并 在外殼開放氣口； 采用軸流風(fēng)機(jī)，在軸兩端裝兩個(gè)軸流葉輪，并在軸中部裝兩個(gè)導(dǎo)流板；此外徑向進(jìn)氣離心風(fēng)機(jī)也能提高風(fēng)速的均勻性。申德超等研究了一種雙風(fēng)道清選裝置，采用帶雙出風(fēng)道的離心機(jī)，在聯(lián)合收割機(jī)上應(yīng)用，可減少篩子，清選效果好。韓濱 等介紹了應(yīng)用與約翰迪爾佳聯(lián)合收割機(jī)上的一種卷翼型風(fēng)機(jī)門采用前向后傾葉片，對(duì)氣流引導(dǎo)好，效率高。李革等研究了傾斜氣流清選裝置中物料的動(dòng)力特性和軌跡，建立了數(shù)學(xué)模型，并對(duì)清糧室的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。成芳等對(duì)小型聯(lián)合收割機(jī)風(fēng)篩式清選裝置進(jìn)行了試驗(yàn)，提供了獲得滿意風(fēng)速效果的氣流參數(shù)。史習(xí)佳等在 傳統(tǒng)的氣流清糧裝置上增設(shè)螺旋導(dǎo)向板和環(huán)形進(jìn)風(fēng)口，極大地提高了清糧裝置的工作穩(wěn)定性，谷物的清潔度高，并降低了清選損失率。劉師多等對(duì)橫流風(fēng)機(jī)吸力能力與課題參數(shù)的關(guān)系以離心風(fēng)機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)串聯(lián)排氣特性進(jìn)行了研究。 免了盲目造成設(shè)計(jì)過程的反復(fù)，從而大大提高離心式鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短研制周期和降低研制成本 ,術(shù)的發(fā)展和五軸、六軸加工中心的引進(jìn)，有力的推動(dòng)了完全曲面葉輪型線的加工，使得復(fù)雜的葉片型線 的成型得以實(shí)現(xiàn)。 計(jì)方法即葉買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - 輪采用的型線采用任意曲面的設(shè)計(jì)方法，改變了直線元素三元流葉輪只能控制葉頂和葉根兩個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而是實(shí)現(xiàn)對(duì)葉輪內(nèi)部全部流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。 2 確定設(shè)計(jì)方案 由工作管網(wǎng)確定風(fēng)機(jī)的流量 以及出風(fēng)口動(dòng)壓和靜壓的比例關(guān)系。風(fēng)機(jī)流量很大，可采用雙面進(jìn)風(fēng)。 用于田間作業(yè)機(jī)械的風(fēng)機(jī)尺寸不能太大，如果要求的壓力較高，則選用徑向葉片風(fēng)機(jī)，如用于固定作業(yè)裝置。 風(fēng)機(jī)用于谷物聯(lián)合收割機(jī)及脫粒機(jī)。它的特點(diǎn)是風(fēng)壓低、流量大，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，風(fēng)量調(diào)節(jié)方便和出口處風(fēng)速均勻而風(fēng)機(jī)效率則不是主要考核指標(biāo)。 由 于空氣輸送機(jī)械的應(yīng)用很廣泛，所以其類型也很多，按排氣壓力的高低，氣體輸送機(jī)械可分為； 壓縮機(jī) 排氣壓力高于 34 104N/鼓風(fēng)機(jī) 排氣壓力為 104 104N/風(fēng)機(jī) 排氣壓力低于 104N/作用原理，氣體輸送機(jī)械可分為容積式及葉片式兩大類。容積式可分為往復(fù)式如活塞式空氣壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式如羅茨鼓風(fēng)機(jī)。 農(nóng)業(yè)機(jī)械上所用的氣體輸送機(jī)械，絕大部分為葉片式通風(fēng)機(jī)，可分為離心式及軸流式兩種類型。軸流式風(fēng)機(jī)壓力低、流量大，一般都用于通風(fēng)換氣 ；離心式風(fēng)機(jī)的壓力較高，可在較復(fù)雜的管網(wǎng)中產(chǎn)生工作氣流，除用于通風(fēng)外，還可用于輸送、烘干等工作，農(nóng)業(yè)機(jī)械普遍應(yīng)用離心式風(fēng)機(jī)。 風(fēng)機(jī)按風(fēng)壓 分為： 高壓離心風(fēng)機(jī) p=2940 14709壓離心風(fēng)機(jī) p=980 2940壓離心風(fēng)機(jī) p 908壓軸流風(fēng)機(jī) p=490 4900壓軸流風(fēng)機(jī) p 490業(yè)機(jī)械上的離心風(fēng)機(jī)還可分為通用型和清糧型兩種。通用型與工業(yè)離心風(fēng)機(jī)相通用，單面進(jìn)風(fēng)，葉片寬度較窄，采 用蝸形外殼，效率較高。農(nóng)業(yè)機(jī)械上大 多為中高壓風(fēng)機(jī)，用于播種、植保、運(yùn)送及烘干等機(jī)械上。清糧型是指谷物聯(lián)合收割機(jī)及脫粒機(jī)上的清糧風(fēng)機(jī)。這種風(fēng)機(jī)長(zhǎng)于篩子配合工作，寬度較大，要求氣流速度均勻，因而大買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6 - 多采用雙面進(jìn)風(fēng)、直葉片、圓筒形外殼或張開度很小的蝸形外殼，用切角葉片來改善氣流的不均勻度。清糧型農(nóng)用風(fēng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、調(diào)整方便，但氣流速度不夠均勻，效率很低。 而 本設(shè)計(jì)的 風(fēng)機(jī)是用于谷物聯(lián)合收割機(jī)，所以要設(shè)計(jì)為清糧風(fēng)機(jī)，但需要設(shè)計(jì)為風(fēng)量調(diào)節(jié)方便和出口處風(fēng)速均勻的風(fēng)機(jī)結(jié)合離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)。軸流式風(fēng)機(jī)壓力低，流量大，離心式風(fēng)機(jī)的壓力較軸流式高。為了 獲得風(fēng)機(jī)出風(fēng)口沿葉輪寬度方向較均勻的風(fēng)速，設(shè)計(jì)一種離心 軸流組合式清糧風(fēng)機(jī)。 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)又無級(jí)變速器或者簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)為皮帶輪傳動(dòng)，但是由于實(shí)際工作的需要很多聯(lián)合收割機(jī)采用無級(jí)變速器以調(diào)整風(fēng)機(jī)速度。本設(shè)計(jì)由于只對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)所以對(duì)于其他傳動(dòng)零件未設(shè)計(jì)計(jì)算。 3 風(fēng)機(jī)的工作過程和工作原理 心風(fēng)機(jī)的工作過程 圖 1 離心風(fēng)機(jī)內(nèi)的氣體流動(dòng) he 心風(fēng)機(jī)主要由葉輪 、進(jìn)風(fēng)口及蝸殼等組成，如上圖。葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉道內(nèi)的空氣，受到離心作用而向外運(yùn)動(dòng)，在葉輪中央產(chǎn)生真空度，因而從進(jìn)風(fēng)口軸向吸入空氣（速度為 。吸入的空氣在葉輪入口處折轉(zhuǎn) 90后，進(jìn)入葉道，在葉片作用下獲得動(dòng)能和壓能。從葉道甩出的氣流進(jìn)入蝸殼，經(jīng) 集中、導(dǎo)流后，從出風(fēng)口排出。 心風(fēng)機(jī)的工作原理 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 葉輪是風(fēng)機(jī)的主要工作部件。葉輪回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)力機(jī)得到能量并對(duì)空氣做功， 使 氣體得到動(dòng)能和壓能。 4 風(fēng)葉的設(shè)計(jì) 葉的形狀 風(fēng)機(jī)葉片形狀可分為直葉片和曲葉片按葉片出口安裝角可分為前向（ 2A 90） 、徑向（ 2A=90）及后向（ 2A 90）葉片三類，對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)葉輪稱為前向、徑向和后向葉輪。常用的葉輪形式如下圖： 圖 2 常用葉輪形式 of in 片形狀對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響 葉片形狀影響出口安裝角 2A 的大小，因而也影響在葉輪出口處氣流絕對(duì)速度 下圖。 風(fēng)機(jī)性能也有較大差異。 有前面分析可知， 則風(fēng)機(jī)的壓力愈高。由下圖可見，在葉輪直徑相同、轉(zhuǎn)速相同、流量相等時(shí)，前向葉輪風(fēng)機(jī)壓力最高，徑向次之，而 后向最低。 圖 3 葉片出口角度對(duì)葉輪出口速度的影響 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 8 - to an 隨流量的增加，前后葉輪風(fēng)機(jī)功耗劇增，有超載的可能，稱為過載風(fēng)機(jī)，后向葉輪怎有功率不易過載的優(yōu)點(diǎn)。 因 向葉輪出口處氣流動(dòng)壓大，但風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處氣流動(dòng)壓較小，所以葉 輪出口動(dòng)壓中的一部分將在蝸殼中擴(kuò)壓轉(zhuǎn)化為靜壓，擴(kuò)壓損失大，而后向葉輪擴(kuò)壓損失小。另外前向葉輪葉道短、斷面變化大，其葉道內(nèi)的流動(dòng)損失也大于后向葉輪，故后向葉輪效率高，前 向葉輪效率低，徑向葉輪效率居中。 前向葉輪噪聲較大。 從工藝觀點(diǎn)看，直葉片制作簡(jiǎn)單，但徑向直葉片沖擊損失大、效率低。 種葉輪的應(yīng)用 后向葉片風(fēng)機(jī)效率高、噪聲小、流量增大時(shí)動(dòng)力機(jī)不易超載，因而在各種大、中型風(fēng)機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是在相同的風(fēng)量、風(fēng)壓時(shí)，需要較大的葉輪直徑或轉(zhuǎn)速，另外葉片容易積塵，不適于作排塵風(fēng)機(jī)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械上面它用于烘干、輸送等固定作業(yè)或者用作中、低壓風(fēng)機(jī)。 前向葉片風(fēng)機(jī)效率低、噪聲大，但在相同風(fēng)壓、風(fēng)量時(shí)，風(fēng)機(jī)尺寸小，轉(zhuǎn)速低。因而它用于高壓通風(fēng)機(jī)以及要求風(fēng)機(jī)尺 寸小的場(chǎng)合。在移動(dòng)式農(nóng)業(yè)機(jī)械中猶豫要求風(fēng)機(jī)的尺寸較小，隱刺常采用前向葉片的中、高壓風(fēng)機(jī)。 多葉式離心通風(fēng)機(jī)都用前向葉片，它的特點(diǎn)是輪徑比（ 2）大、葉片數(shù)多，葉片相對(duì)寬度較大，因而用腳消毒尺寸可得到較大的壓力和流量，切噪聲小，但效率也低。農(nóng)業(yè)機(jī)械中的一些小型風(fēng)機(jī)如小型植保機(jī)械上，采用多葉式風(fēng)機(jī)。 徑向直葉片風(fēng)機(jī)的壓力損失大、效率低，但形狀簡(jiǎn)單、制造方便。當(dāng)風(fēng)機(jī)效率不作為主要考核指標(biāo)時(shí)，它常被用作低壓風(fēng)機(jī)，農(nóng)業(yè)上常作清糧風(fēng)機(jī)。另外，后向直葉片風(fēng)機(jī)效率較徑向直葉片風(fēng)機(jī)高，制造也比較簡(jiǎn)單，適用于動(dòng)壓 低、靜壓與動(dòng)壓比值較高的場(chǎng)合，一般用于中、低風(fēng)機(jī)，在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用較多。 糧風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 糧風(fēng)機(jī)的特點(diǎn) 清糧風(fēng)機(jī)用于谷物聯(lián)合收割機(jī)及脫粒機(jī)。他的特點(diǎn)是風(fēng)壓低、流量大，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、風(fēng)量調(diào)節(jié)方便和出口處風(fēng)速均勻，而風(fēng)機(jī)效率則不是主要考核指標(biāo)。 清糧風(fēng)機(jī)與通用型風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)差別較大。特點(diǎn)是風(fēng)扇寬度大（ 2=1 2），葉片數(shù)少（ Z=4 6），葉片大多數(shù)為徑向直葉片或者 1A 60的后向直葉片，葉片兩端切角以提高出口氣流速度的均勻性，雙面進(jìn)風(fēng)，用圓筒形或者張開度不大 A=(買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 蝸形外殼。 清糧風(fēng)機(jī)通常用篩子配合工作，應(yīng)根據(jù)工作條件如篩面符合、曬面物體組成及濕度變化，經(jīng)常調(diào)節(jié)風(fēng)量（或出口風(fēng)速）。所以要求調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便。過去常用調(diào)節(jié)出風(fēng)口面積的方法來調(diào)節(jié)風(fēng)量，但對(duì)于風(fēng)機(jī)性能影響較大，谷物聯(lián)合收割機(jī)上大多用無級(jí)變速器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的辦法來調(diào)節(jié)風(fēng)量。 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口上的各點(diǎn)氣流速度的均勻性對(duì)谷物清潔率及清潔室損失率影響顯著。由于清糧風(fēng)機(jī)寬度很大、所以出風(fēng)口氣流速度很不均勻。現(xiàn)代的聯(lián)合收割機(jī)上采用各種措施來提高出風(fēng)氣流速度和均勻性。 糧風(fēng)機(jī)工況參數(shù)的討論 表示風(fēng)機(jī)工況的主要參數(shù)為流量 Q 及壓力 p。在清糧風(fēng)機(jī)上，出風(fēng)口氣流速度 一重要參數(shù)，但在風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸已定時(shí)， Q 具有確定的關(guān)系。 流量 Q 空氣流量可按下式計(jì)算： Q= (1) B=s=m/s Q=s 相關(guān)資料建議流量以下式計(jì)算： Q= (2) kg/s） ； 即進(jìn)入清糧室的無聊質(zhì)量和空氣質(zhì)量之比，在清糧風(fēng)機(jī)上，一般取 = =0.8 m=1=m3/s 算的流量 Q 以后，推算出風(fēng)口寬度 s，但應(yīng)根據(jù)清糧室結(jié)構(gòu)尺寸修正并重新核算流量。 風(fēng)機(jī)全壓 p p= 3) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10 - (4) 若以 m/s，則 ,因?yàn)?均速度且考慮出口速度的均勻性，故動(dòng)壓 乘以修正系數(shù) 。取 = 來克服氣流通過篩子和清糧室的阻力以及運(yùn)送輕雜物阻力。我國(guó)對(duì)雙篩結(jié)構(gòu)，取 96 245 N/ 篩結(jié)構(gòu)取 47 N/ 47 N/ m2 p = 51+245=296 N/ 糧室作為氣流通道，其阻力很小，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口動(dòng)壓在清糧室中有一部分轉(zhuǎn)換成靜壓后可用于克服清糧室阻力，所以在楚風(fēng)管處氣流靜壓力很小。 計(jì)計(jì)算 根據(jù) (5) 計(jì)算比轉(zhuǎn)速。根據(jù)比轉(zhuǎn)速大小及風(fēng)機(jī)工作條件，確定風(fēng)機(jī)類型和葉片形式。 前向葉輪離心風(fēng)機(jī) 12；后向葉輪離心風(fēng)機(jī) 流式風(fēng)機(jī) 18 36；若 用羅茨鼓風(fēng)機(jī)或其他回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)； P=296 N/ =m3/s n=1200r/s ，所以設(shè)計(jì)為離心 軸流風(fēng)機(jī)。 選定壓力系數(shù) 由以下公式計(jì)算葉輪圓周速度 葉輪 外徑 果直徑 修正轉(zhuǎn)速 n 或者壓力系數(shù) 新計(jì)算。 N 越大，則 小。 p (6) 0 n (7) 得超過由葉輪結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝決定的極限速度。壓力系數(shù) 根據(jù)下面的數(shù)據(jù)選取。 表 1 壓力系數(shù) 輪形式 后向葉片 徑向葉片 前向葉片 農(nóng)業(yè)清糧風(fēng)機(jī) =221N/ = 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11 - m) 計(jì)算風(fēng)機(jī)的流量系數(shù) 1=Q/() (8) m) Q=1m3/s 1=m3/s 此為雙面進(jìn)風(fēng)，則流量用 Q/2 帶入計(jì)算。 計(jì)算葉輪內(nèi)徑 大或過小，都會(huì)使得相對(duì)速度 大，增加也到損失，降低效率。為使 小，可推出最 佳內(nèi)外徑比公式 2 (9) m3/s ， 則 2 向葉片風(fēng)機(jī)及 前向葉片風(fēng)機(jī)，可用上式計(jì)算 比值，從而確定葉輪內(nèi)徑 對(duì) 前向葉輪風(fēng)機(jī)， 2 值可直接在 圍內(nèi)選取。 進(jìn)風(fēng)口直徑 0=（ 算，也可用下式計(jì)算： C/Q 0 (10) 0m/s Q=1 m3/s 中， 進(jìn)氣速度，低壓風(fēng)機(jī) 0 14m/s；中壓風(fēng)機(jī) 2 30m/s；高壓風(fēng)機(jī) 0 50m/s。雙面進(jìn)風(fēng)，則流量用 Q/2 代入計(jì)算。這時(shí)，葉輪內(nèi)經(jīng)可按下式計(jì)算： (11) 葉片進(jìn)口寬度 口寬度 前向葉輪：對(duì)前向葉輪，一般 b1=按下式估算： D1 (12) m3/s 2 0.8 葉片安裝角度 1A。 后 向葉輪 ： 2A=30 60。壓力系數(shù)越高， 2 1A= 1+ i (13) 公式中， 1=1r/一般沖角 i= 80 ， 1A=15 30。 前向葉輪： 2A=90 155相應(yīng)的壓力系數(shù) 力系數(shù) 大， 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12 - 1A= 1+ （ 15 35）。千葉輪 1片曲率過大，使葉道損失顯著增大。為此，可增加沖角度 i，使 i=15 35。故前向葉輪可在 1=40 60范圍內(nèi)選 用。若 2 2A 150 160）。則可取 1A 60（有時(shí)可達(dá) 90）。 5 風(fēng)機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 通用型風(fēng)機(jī)一般用蝸殼型外殼，清糧風(fēng)機(jī)大多用圓筒形外殼。 圓筒形外殼構(gòu)造簡(jiǎn)單，外廓尺寸小、制造容易，但損失較大，氣流出口速度不均勻。外殼直徑 2 通用型離心風(fēng)機(jī)的蝸殼斷面形狀可為矩形、圓弧形及其他形狀。矩形斷面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造方便，風(fēng)機(jī)效率較高；蝸殼外形為對(duì)數(shù)螺旋線，為了便于設(shè)計(jì)制造，可用簡(jiǎn)單畫法。 擇蝸殼張開度 A 由下圖可知， A= 。 表 2 選用表 2輪類型 向前 比轉(zhuǎn)速 1520 2040 40 葉輪類型 后向 比轉(zhuǎn)速 2030 3050 5065 65 蝸殼外線 作正方形，邊長(zhǎng) A/4，在正方形四角分別以 2/2+A/8=135 (14) 2/2+3A/8=146 (15) 2/2+5A/8=157 (16) 2/2+7A/8=168 (17) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - 圖 4 蝸殼的畫 法 of 出相接觸的圓弧，即為蝸殼的外線。 殼體寬度 筒形外殼 Bk=b+(5 10) 蝸形外殼 2.0)式中， 位 6 風(fēng)機(jī)的效率和功率的損失 風(fēng)機(jī)工作時(shí)，存在各種能量損失。這些損失可分為流動(dòng)損失、泄露損失、輪阻損失、機(jī)械損失，其中流動(dòng)損失在風(fēng)機(jī)損失中占主要地位。 動(dòng)損失 研究風(fēng)機(jī)理論壓力的歐拉方程是不計(jì)空氣流動(dòng)的能量 損失的，實(shí)際上空氣具有粘性，因而空氣流動(dòng)時(shí)必然有摩擦和渦流等能量損失。通風(fēng)機(jī)從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口，有許多不同形狀的六道組成，引流到形狀復(fù)雜，目前尚無很完善的計(jì)算方法。通常將損失分為進(jìn)口損失、由進(jìn)風(fēng)口到葉輪進(jìn)口處氣流轉(zhuǎn)彎的損失、葉輪入口處氣流沖擊損失、氣體在葉道內(nèi)流動(dòng)的損失、我可損失和出口擴(kuò)壓器損失等部分。 率 用扭矩測(cè)功法或電力測(cè)功法可測(cè)出風(fēng)機(jī)的軸功率 是風(fēng)機(jī)的水力功率 力功率是指風(fēng)機(jī)葉輪對(duì)氣體作用所消耗的功率。 風(fēng)機(jī)的全壓有效功率 能量，即： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 14 - p/1000 (18) Q=1m3/s p=296 N/ 軸的設(shè)計(jì)和校核 的計(jì)算 輸入軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速 N、轉(zhuǎn)矩 T。 P= (19) 取 =1200(r/p=T=106p/N (20) T= 求做那個(gè)用在小皮帶輪的力 因已知小皮帶輪直徑為 d=60 (T/30 (N) (21) 初步確定軸的最小徑 現(xiàn)初步估算州的最小直徑。選取州的材料為 4 鋼，調(diào)制處理、根據(jù)下表取 12，于是得 表 3 幾種材料的 0 軸的材料 20 35 45 40350 .4 / (22) /輸出州的最小直徑顯然是安裝小皮帶輪，所以設(shè)計(jì)為 2 ( 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 15 - 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定軸上林間的裝配方案如下圖 圖 5 軸的裝配方案 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足小皮帶輪的軸向定位要求，需要在左端制出一軸肩，故取 2的直徑5右端用擋環(huán)定位，按軸直徑 取擋圈直徑 30皮帶輪與軸配合長(zhǎng)度為 6 初步選擇深溝球軸承，軸承同時(shí)受到有徑向作用，故選用深溝球軸承，根據(jù)5軸產(chǎn)品目錄（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)）中選取深溝球軸承 6205，其尺寸為：dDB=25 52 15 ，軸承最短用軸肩定位。由軸承定位軸肩高度 h=6 ，因此取 1承用軸承支座固定，右端用擋圈直徑為 5此設(shè)計(jì)9 風(fēng)機(jī)法蘭右端以擋圈定位，擋圈在軸槽里面，風(fēng)機(jī)法蘭左端與風(fēng)葉固定，2圈直徑設(shè)計(jì)為 6計(jì)這段軸長(zhǎng)為 8機(jī)法蘭與軸為鍵連接。 取安裝風(fēng)葉的軸段 風(fēng)葉與軸的定位左右都采用風(fēng)機(jī)法蘭定位，且風(fēng)機(jī)法蘭與風(fēng)葉有鉚釘連接 044 左端法蘭的定位左端為軸肩定位 2以 4端與風(fēng)葉有鉚釘連接， 80 左端軸承的定位 左邊與彈性擋環(huán)定位，右邊與軸肩定位，因?yàn)檩S承已經(jīng)選定，所以 59 至此，初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 L=3+5+7+219文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 16 - 圖 6 軸的結(jié)構(gòu)圖 州上零件的周向定位 風(fēng)機(jī)法蘭與軸的軸向定位采用平鍵聯(lián)接，按 D 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得平鍵截面bh=6槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)度 28時(shí)為了保證風(fēng)機(jī)法蘭與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇風(fēng)機(jī)法蘭與軸的配合為過盈配合；同樣風(fēng)機(jī)張緊輪和效率皮帶輪與軸的連接，故選用平鍵為 bh=6 l=71 風(fēng)機(jī)張緊輪和小皮帶輪與軸靠鍵位，滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是借過度配合來保證的。 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45 的校核 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查取 a 值。對(duì)于 6025 型圓柱滾子軸承，由手冊(cè)查的 B=15此，作為簡(jiǎn)支梁的軸承的支承跨距 L=1200 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩和扭矩圖，可以看出截面 3 是軸的危險(xiǎn)截面。先將截面 3 處的 的值列于下表。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 17 - 表 4 彎矩和扭矩表 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 45N, 5N 彎矩 M 5990N 總彎矩 M= 5990N 矩 T T= 7 軸的彎扭矩圖 of 按彎矩扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常是校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度。根據(jù)下式和上表中的數(shù)值，并取 a=的計(jì)算應(yīng)力 T)21/2/W (23) W=經(jīng)選定軸的材料 45 鋼，調(diào)制處理，由設(shè)計(jì)手冊(cè)查的 -=60 此很安全。 確定校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 截面為軸承的面上，因?yàn)?M 最大。 截面左側(cè) 抗彎矩截面系數(shù) W=53=(24) 抗扭矩截面系數(shù) 53=3125 (25) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 18 - 截面左側(cè)的彎矩 M 為 M=15990 N m 截面上的扭矩 T 為 T= m 截面上的彎矩曲應(yīng)力 b = M/W = 26) 界面上的扭矩切應(yīng)力 T = T/W = 27) 軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理。由設(shè)計(jì)手冊(cè)查的 B =640 275 155 過盈配合處的 值，由教材機(jī)械設(shè)計(jì)可用插入法求出，并取 =于是： = 28) = =(29) 軸按磨削加工，查書得表面質(zhì)量系數(shù)為 =未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=1,則綜合系數(shù)值為 +1/30) +1/31) 查書可知碳鋼的特性系數(shù) = = =是，計(jì)算安全按系數(shù) ，按式可得 (m )=32) (m )=129 (33) )1/2=34) 故可知其安全。 截面右側(cè) 抗彎矩截面系數(shù) W=53=(24) 抗扭矩截面系數(shù) 53=3125(25) 截面左側(cè)的彎矩 M 為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 19 - M=15990 N m 截面上的扭矩 T 為 T= m 截面上的彎矩曲應(yīng)力 b = M/W = 26) 界面上的扭矩切應(yīng)力 T = T/W = 27) 軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理。由設(shè)計(jì)手冊(cè)查的 B =640 275 155 過盈配合處的 值，由教材機(jī)械設(shè)計(jì)可用插入法求出，并取 =于是： = 28) = =(29) 軸按磨削加工，查書得表面質(zhì)量系數(shù)為 =未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=1,則綜合系數(shù)值為 +1/30) +1/31) 查書可知碳鋼的特性系數(shù) = = =是，計(jì)算安全按系數(shù) ，按式可得 (m )=32) (m )=129 (33) )1/2=34) 故可知其安全。 8 軸承校核 初步選定 6205 軸承，查得深溝球軸承可知 求兩軸承受到的徑向載荷 軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 20 - 45 N 5 N 45 N 5 N 求兩軸承的計(jì)算軸向力 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 為 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等的沖擊載荷，查教材機(jī)械設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知 P1= (46) P2= (47) 驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)?以按軸承 1的受力大小驗(yàn)算 06（ 1） /60n (48) 73797.6 h 約用 10 年，達(dá)到要求。 圖 8 軸承分析 風(fēng)機(jī)性能相關(guān)資料數(shù)據(jù) 由于不 具備實(shí)驗(yàn)相關(guān)條件，只能參考相關(guān)材料 以及 以往 農(nóng)機(jī)試驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù) ，得到風(fēng)機(jī)不同位置出風(fēng)口的風(fēng)速部分?jǐn)?shù)據(jù)以及不同位置出風(fēng)口的全壓部分?jǐn)?shù)據(jù)，如表 5和表 6。然后繪制出數(shù)據(jù)曲線圖，如圖 9和圖 10。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 21 - 表 5 不同位置出風(fēng)口的風(fēng)速 up of 向位置 1 2 3 4 5 6 速度 (m/s) 向位置 7 8 9 10 11 速度 (m/s) 圖 9 不同位置出風(fēng)口的風(fēng)速 up of 表 5 和圖 9 可以得出：風(fēng)機(jī)其氣流沿葉輪寬度方向分布的均勻 性比較好，能提高風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的風(fēng)速的均勻性和風(fēng)速的穩(wěn)定性系數(shù)。又由于試驗(yàn)樣機(jī)制造質(zhì)量還不夠理想，造成風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)速分布存在較明顯的波動(dòng)。同時(shí)風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)速分布情況是兩端較低、中間較高，改變了普通離心式風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口風(fēng)速兩端較高、中間較低的情況。 表 6 不同位置出風(fēng)口的全壓 up of 向位置 1 2 3 4 5 6 全壓 (m/s) 249 247 292 295 295 298 橫向位置 7 8 9 10 11 全壓 (m/s) 301 305 295 251 248 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 22 - 圖 10 不同位置出風(fēng)口的全壓分析 up of 表 6 和圖 10 可以得出：風(fēng)機(jī)的全壓一直再 250中間部分的平均全壓為297軸流風(fēng)機(jī)的全壓一般很低為 156驗(yàn)估計(jì)值 )，風(fēng)機(jī)結(jié)合了離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)的各自的優(yōu)點(diǎn)，軸流式風(fēng)機(jī)壓力低，流量大，離心式風(fēng)機(jī)的壓力較軸流式高。 流量 Q 可按照下式計(jì)算： Q=中， m)； m)； m/s)。 B = s = s Q = s 10 結(jié)論 設(shè)計(jì)為一種離心 軸流組合式清糧風(fēng)機(jī)，為了獲得風(fēng)機(jī)出風(fēng)口沿葉輪寬度方向較均勻的風(fēng)速，采用了多種方法，如將葉片外端內(nèi)側(cè)切去一個(gè)三角塊，以減少葉輪兩端對(duì)空氣的作用面積而增加中間的進(jìn)風(fēng)量；用將寬徑比大于四的風(fēng)機(jī)葉輪，在外殼開放氣口：采用軸流風(fēng)機(jī)，在軸兩端裝兩個(gè)軸流葉輪，此外徑向進(jìn)氣離心風(fēng)機(jī)也能提高風(fēng)速的均勻性，也能提高風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的風(fēng)速的均勻性和風(fēng)速的穩(wěn)定性系數(shù)。離心 軸流組合式風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口風(fēng)速分布情況是兩端較低、中間較高，改變了普通離心式風(fēng)機(jī)的出 風(fēng)口風(fēng)速分布情況兩端較高、中間較低的弊端。 設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)用于谷物聯(lián)合收割機(jī)。它的特點(diǎn)是 流量大 、風(fēng)壓較 低 ，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、風(fēng)量調(diào)節(jié)方便和出口處風(fēng)速均勻，而風(fēng)機(jī)效率則不是主要考核的指標(biāo)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 23 - 所以此風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)與通用型風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)差別較大。特點(diǎn)是風(fēng)扇寬度大，葉片數(shù)少，葉片大多數(shù)為徑向直葉片