羅茨鼓風(fēng)機(jī)具體設(shè)計(jì)計(jì)算

1、寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3 羅茨鼓風(fēng)機(jī)具體設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 風(fēng)葉設(shè)計(jì)圓弧線葉型3.1.1基本尺寸關(guān)系 葉輪橫斷面圖形上，凸起部分稱為葉峰，凹人部分稱為葉谷。葉峰的對(duì)稱線稱為長(zhǎng)軸，葉谷的對(duì)稱線稱為短軸。兩葉輪相互對(duì)滾時(shí)，一個(gè)葉輪的葉峰與另一葉輪的葉谷相嚙合，相當(dāng)于有兩個(gè)半徑相等的圓相互作純滾動(dòng)。這樣的圓稱為節(jié)圓，兩節(jié)圓的切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。 圓弧線葉型的葉峰為圓弧線，葉谷為圓弧包絡(luò)線。葉峰位于節(jié)圓以外，葉谷位于節(jié)圓以內(nèi)，兩者在節(jié)圓處相接。標(biāo)準(zhǔn)圓弧線葉型的葉峰，其圓心位于長(zhǎng)軸之上簡(jiǎn)稱圓弧線葉型。 二葉型圓弧線葉型示意圖31設(shè)葉輪頭數(shù)為Z，外圓半徑為，葉峰半徑為r，兩葉輪中心距為2a，葉峰圓心到葉輪中心的距離為

2、b。這些數(shù)之間的關(guān)系為: (31) （32）聯(lián)立以上兩式，得: (33) （34）設(shè)節(jié)圓半徑為，谷圓半徑為，則有: （35） （36）3 .1.2型線方程1.理論型線方程假定兩葉輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中各個(gè)位置上相互嚙合(無(wú)間隙)，這種葉輪的型線稱為理論型線。(1)在圖3一1的坐標(biāo)系x,0,y中，葉峰理論型線A,B、的參數(shù)方程為: (37) (2)葉谷的理論型線方程。如圖3-2所示，以葉輪 ，為參照物建立坐標(biāo)系，當(dāng)葉輪,沿順時(shí)針?lè)?，向轉(zhuǎn)過(guò)角度a (即兩葉輪中心連線繞點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)角度時(shí))，葉輪繞軸心:沿逆時(shí)針?lè)较蜃赞D(zhuǎn)角度a。葉峰:與葉谷相互嚙合，設(shè)嚙合點(diǎn)為G(x,y)。兩共扼曲線在G點(diǎn)的公法線必定通過(guò)節(jié)

3、點(diǎn)P,并經(jīng)過(guò)葉峰的圓心，因此G,P, :三點(diǎn)落在同一條直線上。 過(guò)點(diǎn)作的平行線，交的延長(zhǎng)線于點(diǎn)M, 與軸成夾角。過(guò)點(diǎn)作軸的平行線，交軸于點(diǎn)D。過(guò)點(diǎn)作軸的平行線，交 于點(diǎn)Q。過(guò)點(diǎn)M作軸的平行線交的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E，作軸的垂直線MF。過(guò)點(diǎn)G作軸的平行線，交的反向延長(zhǎng)線于點(diǎn)N。點(diǎn)P是線段的中點(diǎn)，可以寫(xiě)出: 故：齒合點(diǎn)G（x,y）在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：這就是葉谷理論型線的參數(shù)方程，其中參變量的取值范圍為。漸開(kāi)線葉型3.1.3漸開(kāi)線及其性質(zhì) 1.漸開(kāi)線的性質(zhì)如圖33所示，當(dāng)直線L沿基圓O作純滾動(dòng)時(shí)，L上一點(diǎn)B形成的軌跡為漸開(kāi)線，L為該漸開(kāi)線的發(fā)生線。以圓心O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系xoy, ox軸通過(guò)漸開(kāi)線的形成

4、點(diǎn)設(shè)L與基圓的切點(diǎn)為C, 為漸開(kāi)線在B點(diǎn)的壓力角，以表示。設(shè) ，稱為漸開(kāi)線角。隨而變化，又稱為的漸開(kāi)線函數(shù)，以inv表示。 從漸開(kāi)線形成過(guò)程中，可以找出它的一些基本性質(zhì):(1)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)C，為漸開(kāi)線過(guò)B點(diǎn)時(shí)的曲率中心。曲率半徑就等于線段BC的長(zhǎng)度，即發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的弧長(zhǎng)。設(shè)基圓半徑為，則: （310） (2)過(guò)B點(diǎn)的發(fā)生線BC，為漸開(kāi)線在該點(diǎn)的法線，與漸開(kāi)線在該點(diǎn)的切線垂直。也就是說(shuō)，漸開(kāi)線任一點(diǎn)的法線必與其基圓相切。 (3)見(jiàn)圖3一4，從基圓上兩個(gè)不同點(diǎn)(A,Ao)展出兩條漸開(kāi)線，其形狀相同，且沿法向方向的間距相等，即。漸開(kāi)線形成原理 圖33 同一基圓上的兩條漸開(kāi)線342. 漸開(kāi)

5、線方程在圖3一3中，設(shè)，則:故漸開(kāi)線的極坐標(biāo)參數(shù)方程為: （311）設(shè) 即故漸開(kāi)線的直角坐標(biāo)方程為: （312）在圖34中，設(shè)兩條漸開(kāi)線的法向間距為e，點(diǎn)p的坐標(biāo)為(,)，則漸開(kāi)線在坐標(biāo)系xoy中的方程為: (313a) （313b）3.2軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算從動(dòng)軸的載荷比主動(dòng)軸的小，因此一般只對(duì)主動(dòng)軸的強(qiáng)度與剛度進(jìn)行校核。1.主動(dòng)抽受力分析對(duì)采用直齒輪傳動(dòng)、氣流下進(jìn)上出的臥式鼓風(fēng)機(jī)，假定軸承支反力集中作用在軸承寬度的中心，軸為鉸支梁、不計(jì)自重。主動(dòng)軸受到的水平外力有齒輪徑向力Fr，皮帶拉力分量凡，軸承支反力分量和,.;鉛垂外力有葉輪均布載荷 ，齒輪重力及其圓周力，皮帶拉力分量凡及皮帶輪重力，軸

6、承支反力分量和。主動(dòng)軸受力情況示意圖35 （1）重力和葉輪均布載荷。葉輪最大均布載荷作用于轉(zhuǎn)子軸心，計(jì)算式為: （314）式中W葉輪重力，N。同時(shí)，將齒輪重力 、皮帶輪(或聯(lián)軸器)重力 視為集中載荷，作用點(diǎn)在質(zhì)心。（2）皮帶(或聯(lián)軸器)傳遞的力和扭矩。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)軸功率為 (kW)時(shí)，每分鐘作功60×（kJ）。設(shè)皮帶輪(或聯(lián)軸器)傳遞的扭矩為()，每分鐘作功 。以上兩種功量相等，即 。由此得到扭矩計(jì)算公式: （315）式中n轉(zhuǎn)速，r/min。采用皮帶傳動(dòng)時(shí)，皮帶的線速度為:式中為皮帶輪的節(jié)圓直徑，m。計(jì)算功率為: 式中為載荷系數(shù)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)通常取=1.21.5。皮帶的初拉力計(jì)算公式為: (316)式中 皮帶根數(shù); 單位長(zhǎng)度的皮帶質(zhì)量，kg/m;小帶輪包角修正系數(shù)。 軸功率中，一部