罗茨鼓风机具体设计计算

3罗茨鼓风机具体设计计算3.1风叶设计圆弧线叶型3.1.1基本尺寸关系叶轮横断面图形上，凸起部分称为叶峰，凹人部分称为叶谷。叶峰的对称线称为长轴，叶谷的对称线称为短轴。两叶轮相互对滚时，一个叶轮的叶峰与另一叶轮的叶谷相啮合，相当于有两个半径相等的圆相互作纯滚动。这样的圆称为节圆，两节圆的切点称为节点。圆弧线叶型的叶峰为圆弧线，叶谷为圆弧包络线。叶峰位于节圆以外，叶谷二叶型圆弧线叶型示意图3—1设叶轮头数为Z，外圆半径为A温叶峰半径为r，两叶轮中心距为2a，叶峰圆心到叶轮中心的距离为b。这些数之间的关系为:

r=R—b(3—1)a2-b2—2abcos=r22Z联立以上两式，得：R2—a2"—2^R-acosC(3—2)(3—3)丸(3—4)2设节圆半径为R，pg(3—5)(3—6)假定两叶轮在运转中各个叶轮的型线称为理论型无间隙）线坐标2+峰理论型线A,B、的参数方程为1.理论型线方程谷圆半径为R，则有⑴在图3一1X—bcosIZfR*mR=aR=2a-R3.1.2型线方程5(3—7)R2+a2—2aRcosr)acos——2Z)*sin式中，Q，sin&7Tz<m2(3—2)(3—3)丸(3—4)2设节圆半径为R，pg(3—5)(3—6)假定两叶轮在运转中各个叶轮的型线称为理论型无间隙）线坐标2+峰理论型线A,B、的参数方程为1.理论型线方程谷圆半径为R，则有⑴在图3一1X—bcosIZfR*mR=aR=2a-R3.1.2型线方程5(3—7)R2+a2—2aRcosr)acos——2Z)*sin式中，Q，sin&7Tz叶峰AB:与叶谷22CB相互啮合，设啮合点为11点p,并经过叶峰A2b2的圆心。，因此g,p,O：三点落在同一条直线上。过点七作冲的平行线，交O?3的延长线于点M,电机与。3轴成夹角。过点。2也^轴的平行线，^^轴于点。。过点O3作。心轴的平行线，交于点Q。过点M作0，轴的平行线交0。的延长线于点E，作。Q轴的垂直线MF。过点G作轴的平行线，交。3。的反向延长线于点N。点P是线段0。，的中点，可以写出：OiF'=O。一ME=0|。一2。3。=。|。厂cosa-2O2Oj*cos2a=2a*cosc—26*cos2aMF=02E-O2D=O2M,sin2a-OtO2,sine=2O2O3,sin2a-O}O2'sina~2b,sin2a~2a1sincrO^M=[(。直)2+(MF)2]172=2Va2+b2~2a-b^cosa故：jsin/J=MF，0iM=(b一々飞希口幻lcos/3=0[F/。iM=("cost?一h*cos2«)AAg2+b22a■6*cos;r

••OESL/GOVg，齿合点G(x,y)在坐标系中的坐标为:(3-9)J工=<5]D—O3Q一NO3=2a■coscr-b'cos2企一厂■c()s#(3-9)=O2D~O2Q+GN=2a'sina-b*sin2a+rwin#这就是叶谷理论型线的参数方程，其中参变量。的取值范围为。〜如渐开线叶型3.1.3渐开线及其性质1.渐开线的性质如图3—3所示，当直线L沿基圆O作纯滚动时，L上一点B形成的轨迹为渐开线，L为该渐开线的发生线。以圆心O为原点建立直角坐标系xoy,ox轴通过渐开线的形成点A。设L与基圆的切点为C,匕以尤为渐开线在B点的压力角，以a表示。设，称为渐开线角。p随a而变化，又称为a的渐开线函数，以inva表示。从渐开线形成过程中，可以找出它的一些基本性质：］(1)发生线与基圆的切点C，为渐开线过B点时的曲率中心。曲率半径就等设基圆半径为R，则：于线段BC的长度，即发生线在基圆上滚过的弧长灸。BC=AC=R{}(a+£)=RqJ+inv々)(3—10)过B点的发生线BC，为渐开线在该点的法线，直。也就是说，渐开线任一点的法线必与其基圆相切。见图3一4,从基与渐开线在该点的切线垂两个不同点(A,Ao)展出两条渐开线，其形状相同，且沿法向方向的间距相等，即BB=CC=AA=e。故渐开线的直角坐标方程为:设/AOC■—0在图3渐开线形成原理图3—32.渐开线方程故渐开p—I^Q/cosa=-cos#-前n(6—ct)y=Rj(sir)。—0-cosf?)(3—12)在图3—4中，设两条渐开线的法向间距为e点p的坐标为（xp,七），则渐开线AC^在坐标系xoy中的方程为：4二知+-co抑=R」■+仞+I夫。（。+g）-jms（£i+B-汗"）=*si"（3一庇）y0=*+PC0■sin敢一J?（）•stn（aI幻+*□（□；T/?）-e]sin（a+夕一兀々）一心心展小H，K（3—13b）3.2轴的强度与刚度计算从动轴的载荷比主动轴的小，因此一般只对主动轴的强度与刚度进行校核。1.主动抽受力分析对采用直齿轮传动、气流下进上出的卧式鼓风机，假定轴承支反力集中作用在轴承宽度的中心，轴为铰支梁、不计自重。主动轴受到的水平外力有齿轮径向力Fr，皮带拉力分量凡F，轴承支反力分量町口R，.；铅垂外力有叶轮均布载荷G，齿轮重力W及其圆周力F，皮带拉力分量F|凡及皮带轮重力W,轴承支反力分量R和R。,|或氏）My以）1LL._,.Uj———1或氏）My以）1LL._,.Uj———11!i1柘（瓦）nrnTT帝Altrr11iiMy(B)（1）重力和叶轮均布载荷。叶轮最大均布载荷作用于转子轴心，计算式为:式中W叶轮重力，式中W叶轮重力，N。(3—14)同时，将齿轮重力w、皮带轮（或联轴器）重力w〃视为集中载荷，作用点在质心。

(2)皮带(或联轴器)传递的力和扭矩。当鼓风机轴功率为Nh(kW)时，式中n一转速，r/min。(3—15)采用皮带传动时，皮带的线速度为:60(应s)式中D为皮带轮的节圆直径，m。计算功率为：5。尸.每分钟作功60XNh(kJ)。设皮带轮(或联轴器)传递的扭矩为Tp(N-m)，每分钟作功2切・T式中n一转速，r/min。(3—15)采用皮带传动时，皮带的线速度为:60(应s)式中D为皮带轮的节圆直径，m。计算功率为：5。尸.N.="N由(kW)式中K为载荷系数，罗茨鼓风机通常取KA-皮带的初拉力计算公式为：E(3—16)氏=500皿赍_])+式中z一皮带根数；E(3—16)数。m一单位长度的皮带质量，数。Ka一小带轮