1、 毕业设计（论文） 题 目 通用 No7C/4-72 型离心通风机设计 学院名称 机械工程学院 指导教师 李启成 职 称 教授 班 级 热能与动力工程 1201 班 学 号 20124140136 学生姓名 仲启鑫 2016 年 6 月 4 日 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） i 通用 No7C/4-72 型离心通风机设计 摘 要 : 4-72 型离心通风机具有通风效果好、适用性强、噪音低、维护方便等优点。本次设计 根据通风机设计的理论基础，对离心通风机的主要参数 进行研究和分析，设计一台用于工厂及大型建筑物室内通风换气的 4-72 型离心通风机。本文完成了 4-72 型离心通风机的
2、叶轮、轴盘、轴、带轮、蜗壳等重要零部件的设计，重点是离心通风机 叶 轮的设计计算和轴的设计计算。并进行叶轮、轴 、键的强度 校核和轴承寿命的校核等。本设计严格执行最新国家标准及行业标准，参照在 现有 应用的 离心通风机 的基础上， 完成 通用 No7C/4-72 型 离心通风机的设计。离心通风机广泛应用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却。 关键词 ： 离心通风机；叶轮；蜗壳；强度校核 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） ii Universal No7C/4-72 Type Centrifugal Fan Abstract: 4-72 type centrif
3、ugal fan ventilation effect is good, strong applicability, low noise, easy maintenance, etc. This design based on the extension design basis, on the basis of the main parameters according to the centrifugal fan, study and analysis, and design a used in factories and large buildings indoor and ventil
4、ated take a breath of 4-72 type centrifugal fan. This paper completed the 4-72 type centrifugal fan impeller, shaft, shaft, belt wheel, the design of the volute and other important components, the focus is on the calculation in the design of centrifugal fan impeller and shaft design and calculation.
5、 As well as impeller, shaft, key checking respectively and the checking of bearing life. This design strictly carry out the latest national standards and industry standards, with reference to the existing in the practical application of processing of centrifugal fan design drawings, complete the des
6、ign of centrifugal fan. Design of universal No7C/4-72 type centrifugal fan. Centrifugal fans are widely used in factories, mines, tunnels, cooling towers, vehicles, ships and buildings of ventilation, dust and cooling. Keywords： Centrifugal fan； Impeller； Volute； Strength check 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） i
7、ii 目 录 中文摘要 .i 英文摘要 .ii 1 绪论 . .1 1.1 离心 通风机概述 . .1 1.2 通风机分类 . .1 1.3 通用 4-72型离心 通风机 . .4 2 4-72 型离心通风机的结构形式 . .5 2.1 离心通风机的结构形式 . .5 2.2 离心通风机的主要零部件 . .8 3 离心通风机的特性参数 . 11 3.1 通风机的流量 . 11 3.2 通风机的压强 . 11 3.3 通风机的转速 . 11 3.4 通风机的轴功率 . 12 3.5 通风机的效率 . 12 4 4-72 型离心通风机主要零部件设计计算 . 13 4.1 离心通风机的设计要求 .
8、13 4.2 离心通风机设计主要参数 . 13 4.3 叶轮的设计计算 . 14 4.4 蜗壳的设计计算 . 23 4.5 电动机的选择 . 25 4.6 V带轮设计计算 . 26 4.7 轴的设计计算 . 29 4.8 轴承选型 . 30 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） iv 5 通用 NO7C/4-72 型离心通风机主要零件的强度校核 . 32 5.1 叶轮的强度校核 . 32 5.2 轴的强度校核 . 35 5.3 键的强度校核 . 37 5.4 轴承寿命的校核 . 37 6 通风机的安装和维护 . 38 6.1 通风机安装方法 . 38 6.2 通风机的维护 . 38 结论 .
9、 40 参考文献 . 41 谢辞 . 42 附录 . 43 1 英文原文 . 43 2 中文翻译 . 53 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 1 页 ，共 56 页 1 绪 论 1.1 离心 通风机概述 风机顾名思义是抽风或送风的机械设备。风机的工作原理是输入电功率，通过过电机带动风机叶轮旋转，达到对气体产生吸风或抽风效果，风机由进风口、叶轮、外壳、电机等元件组成。电机将电功率转成机械功率带动叶轮旋转；进风口导引气体流畅的进入叶轮；叶轮将旋转时的动能移转给气体；机壳收集叶轮吹出的气体，控制气体的流向。 通风机的历史 是很悠久的，通风机的发展在国内外来说都是很迅速的，并且所取得的成果也
10、是十分丰硕。 1862 年， 第一台 离心通风机 由英国的圭贝尔发明 ，这一台离心通风机的 叶轮、机壳为同心圆型 ， 砖制的机壳也是一大特色 ， 而其叶轮是木制的并采用后直叶片的形式 ， 所以这台离心通风机仅有 40 得效率； 1880年，蜗形机壳 被设计出来 ，离心通风机 的叶片也变成了后向弯曲叶片 ，结构 相对来说是完善了不少 ； 1898 年，前向叶片的西罗柯式离心通风机 被设计出来 ， 这类通风机在国际上也被广泛采用。 我国 的 离心式通风机 历史要从 建国后开始 说起 ， 1949 年 新中国建立后 由于经济发展的同时， 风机 作为技术型的代表，也初步得到发展 。 在 50 年 代初
11、期，我国也在 前苏联 的技术资金援助下 ，我国开始 了 离心式通风机 的制造与生产 ， 但是由于在研制和生产初期 我国的离心通风机产品存在很多缺点，比如机型少，效率低等。 60 年代 我国 将 重点放在风机效率的提升上才有了很大进步 。 近年来我国加大了 对离心风机的 科研投入， 并且也认识到国内外风机技术的差距，我们不断 引进 和学习国外先进技术 ， 通过不懈的努力， 缩短了我们与发达国家的差距。 1.2 通风机分类 通风机按气体流动方向的不同 主要分为离心式、轴流式、混 流式和横流式等类型。 1.2.1 离心式通风机 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 2 页 ，共 56 页 如图
12、 1.1 所示，离心式风机是一款常见的抽风机产品，由于其使用效率高，广泛用于工矿厂房和民用建筑、大型公共建筑、发电厂等场所，还可以作为空气处理设施、热风循环设施的配套设备。目前市场上常用的有 4-72-A 式和 4-72-C式两类别离心式风机。 离心通风机工作时，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。这样流动气体的压力以及速度都会得到提高，并且在离心力的作用下沿着叶道甩向机壳，再从排气口排出。因为气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内的，所以又可以称为径流式通风机。 图 1.1 离心 式 风机示结构意图 1-吸气口； 2-叶轮前盘； 3-叶片； 4-叶轮后盘； 5-机壳； 6-排气口； 7-节流板； 8
13、-支架 1.2.2 轴流式通风机 如图 1.2 所示，轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式这三种，小型的叶轮直径只有 100 毫米左右，大型的则可达 20 米以上。小型的低压轴流通风 机是由叶轮、机壳和集流器这些部件组成的，这些类型的通风机一般安装在建筑物的墙壁或天花板上；而大型高压轴流式通风机则是由集流器、叶轮、流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 3 页 ，共 56 页 1-工作轮； 2-叶片； 3-轴； 4-外壳； 5-进风口； 6-前流线体； 7-整流器； 8-扩散器 图 1.2 轴流式通风机结构示意图 1.2.3 混 流式通风机 如图
14、1.3 所示，混流通风机又称为斜流通风机，在混流通风机中，气体以与轴线成某一角度的方向进入叶轮，这样在叶道中获得能量后，接下来沿倾斜方向流出。混流通风机的叶轮和机壳通常会是圆锥形。而且混流通风机兼有离心式通风机和轴流式通风机的特点。 图 1.3 混 流式通风机示意图 1.2.4 横流式通风机 如图 1.4 所示，横流式通风机一般是小型的高压离心通风机，而横流式通风机与离心通风机的区别在于是否具有前向多翼叶轮。横流式通风机的优势在于 与其他类型通风机相比在相同性能的条件下，它的尺寸小、转速低。正是基于这样的优势，横流式通风机与其它类型的风机相比效率会相对较高。而且横流式通风机另外一特点是它的轴向
15、宽度任意选择都不会影响气体的流动状态。而且横流通南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 4 页 ，共 56 页 风机的出口截面是窄而长得，所以横流式通风机适宜于安装在各种扁平形的设备中。 1-叶轮； 2-蜗壳； 3-蜗舌 图 1.4 横流式风机示意图 1.3 通用 4-72 型 离心 通风机 4-72 型离心式风机是一款常见的抽风机产品，由于其使用效率高，广泛用于工矿厂房和民用建筑、大型公共建筑、发电厂等场所，还可 以作为空气处理设施、热风循环设施的配套设备。分为 4-72-A 式和 4-72-C 式两类 。 图 1.5 4-72-A 式 图 1.6 4-72-C 式 南华大学机械工程学院
16、毕业设计 （论文） 第 5 页 ，共 56 页 2 4-72 型离心通风机的结构形式 2.1 离心通风机的结构形式 4-72型 离心通风机的结构 比较简单，多数部件如 叶轮和蜗壳一般都用钢 材料 ， 如下图 2.1是 比较 常见的 4-72型 离心通风机 的 简图。 图 2.l 4-72 型 离心式通风机结构 示意图 1-V 带带轮 2、 3-轴承座 4-主轴 5-轴盘 6-后盘 7-蜗壳 8-叶片 9-前盘 10-进风口 11-出风口 12-底座 2.1.1 旋转方式不同的结构形式 4-72 型离心 风机分左旋和右旋两种型式，从电机 (皮带轮 )侧正视，叶轮按顺时针方向旋转为右旋 （如图 2.2） ，逆时针旋转为左旋 （如图 2.3） 。
