风机是造风、送风的机械设备。风有自然风和人造风之别。风的能量和它的威力都很大。
锦工,可以将树连根拔起，锦工在几秒钟内制造的功率，可达到几百万千瓦之多。1978年4月10日，在中国新疆哈密西部的红柳车站，一阵锦工使三节重4．4万公斤的货车，在一声巨响中，玩具似的翻滚下了路基。至于沿海地区年年发生的台风，它的威力和给人们造成的伤害就更大了。自然风是 大气层中空气对流的一种现象，由于空气的温度和密度发生了变化，而产生压力差，即是压力高的空气向低压力区域流动而来的。风含有的能量，叫做“风能”。风能和天然气、石油、煤炭、水力、海洋能、太阳能、地热一样，也是能源中的一种。计算风能大小的标杆是“风压”，风压的大小与风速的平方成正比，风速大，风压亦大，风速小，风压亦小。英国人蒲福于1905年，以风速的大小做标准，把“风”分成以0～12级的13个等级，称为“蒲福风级”，每个风级取有名字从低到高，即：静风、软风、轻风、微风、和风、劲风、强风、锦工、烈风、狂风、暴风、飓风。该风力等级很方便人们识别风的大小，静风的风速低于0．2m/s，飓风的风速在32．7～36．9m/s，这级风有着非常大的摧毁力。1946年以来，风力等级又增加到18个等级、从13～17级的风速是可以用仪器测量。17级的风速为36.1～61.2m/s。对于风机来说，只要测出它的风速是多少，就可计算这个风机能造出几级风了。
一般三级自然风就可推动风车发出电来。科学家预测了一个数字：地球表面上所接受的太阳能中大约有1.5%～2.5％变成为大气层中的风力，在整个大气层中的总风力约为3亿亿kw，即全年大约有26万亿亿kw·h的能量。可以用来发电的风能又至少有10～100亿kw之多，比全世界可利用的水力发电资源还要大出4倍；全世界每年燃烧煤所获得的能量，也只有风力在年内所提供能量的三千分之一。
那么，人造风的能力又如何呢 ?这就是本文要谈的中心内容。至于造风的风机又是怎样产出和发展的呢?下面就来追踪溯源。
在商代、西周之前，我国人民就发明了一种强制送风的工具，名叫风箱，主要用于冶铸业。4800年以前，我国就能制造青铜器 —— 铜刀；商代早期的铜爵，有的壁厚仅2mm；商代中期已使用锡青铜和铅青铜两种合金,能铸造重80kg的大鼎.商代后期，青铜冶铸业臻于鼎盛.我国早在春秋时代就已发明了铸铁技术。公元前14至前11世纪的殷代时期，已开始运用了退火处理的热处理技术。在商代中朝，公元前14世纪，我国用陨铁制造武器，已采用了加热锻造工艺，所有这些工艺技术的发明、创造和用之于生产，都和送风工具风箱分不开的。
洛阳出土的西周铸炉壁残块上已发现有通风口，依时代不同，风箱的部件结构也不尽相同。早期是用牛皮或马皮制成的一种皮囊，古时称之为橐。外接风管，利用皮囊的胀缩来实现鼓风。最初是单囊作业，在山东滕县出土的汉代冶铁画像中可看出它的操作情形。
在战国时期或者更早些时，我国出现了多橐并联或串联的装置，汉代称之为“排橐”。北宁时期又发明了木风扇。从元代王祯于1313年所著《农书》中的卧式水排图和《熬波图》来看，它的外形好像一个木箱，是利甩箱盖启闭来实现鼓风的。
明代宋应星的科技名著《天工开物》中记载有木风箱，它是古老的活塞式鼓风机，一直沿用至今，可称之为现代往复式压缩机的鼻祖。木风箱两端各设有一个进风口，口上设有活瓣。箱侧设有一风道，风道侧端各设一个出风口，口上亦装有活瓣。通过伸出箱外的杆，驱动活塞往复运动，促使活瓣一启一闭，以达到鼓风的目的。木风箱的动力有人力和水力等。
“水排”是古代以水力推动的冶铸鼓风装置。相传是东汉(公元25～221年)初年南阳太守杜诗所发明的。在他之前，像冶铸炉鼓风的动力主要是人力和畜力。水排工作部件随着时代的不同经历了皮囊、木风扇、木风箱阶段。元代水排分卧轮式和主轮式两种，是依靠连把旋转运动变成直线往复运动的一种机器。
欧洲水力鼓风机大约发明于12世纪，对14世纪欧洲生铁的出现起到了促进作用.
中国发明的简单的木制砻谷风车，在南方沿用至今。它有一个等宽像现代多叶离心通风机机壳那样的木板风箱，上面有可放进谷子的方形口，左水平前面有方口，木轮子置于风箱中，轮子木轴伸出，装有摇把，靠摇把下侧设有斜口，轮子前后与风箱均有空隙可进空气。当手摇动轮子时，将谷子由上口倒进，由于轮子对由轮子与风箱之空隙进去的空气做功，提高了气体压力，将谷壳和稻草末由前方口吹送出去，谷子因为比重大，就由左下侧斜口流到谷袋里。这种木质砻谷风车也就是现代离心通风机、鼓风机和压缩机的鼻祖。
还有，螺旋桨式风车在我国古代也早有创造和应用，它又是轴流式风机的鼻祖。
欧洲工业革命时期，蒸汽机车的出现，钢铁工业、煤炭工业的突飞猛进，通风机、鼓风机、压缩机也就随波逐流地发展起来了。有的国家的风机产品随着钢铁产量的起落而起落；有的国家的风机产品则又随着石油、石油化工产品的产量的升降而升降。
1862年，英国圭贝尔发明了离心通风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片,效率为40％左右，主要用于矿山通风。1880年，设计出用于矿井排送风的蜗形机壳和后向弯曲叶片的离心通风机，结构比较完善。1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心通风机，并为各国广泛采用。19世纪，轴流通风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但压力仅为100～300Pa，效率仅为15%～25％。这种通风机，直到20世纪40年代以后才得到较快的发展。1935年，德国首先采 用轴流等压通风机作为锅炉通风机和引风机。 1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流通风机。对旋轴流通风机、子午加速轴流通风机、斜流通风机和横流通风机也都获得发展。
离心式压缩机是在离心通风机的基础上发展起来的，20世纪出现了压力比为4.5的离心压缩机。50年代开始，离心压缩机制造业在欧美的工业发达国家得到发展。1963年，美国生产出第一台合成氨厂用的14.7MPa高压离心压缩机，采用筒型机壳代替水平剖分型机壳，又称筒型压缩机，它能承受10MPa以上的压力。70年代，美国、意大利和德国先后制成60～70MPa高压筒型压缩机，筒体壁厚280mm。80年代初排气压力已达80MPa。离心压缩机的转速一般为每分钟几千转以上，有的已达到25000转以上。所需功率可达几万千瓦，流量已达10000m 3 /min。离心压缩机的常规叶轮是以一维流动理论为基础设计的，60年代开始应用三维流动理论设计空间扭曲叶片，以改善叶轮级的性能。
轴流压缩机也是在欧洲首先出现的。19世纪末，英国人帕森斯让多级反动式汽轮机反向旋转，作为试验用轴流压缩，但由于效率很低而不能实用。20世纪初，英国制造出第一台轴流压缩机，效率仍不高。一直到30年代，由于航空事业的发展，开展了对轴流压缩机气体动力学理论研究和试验研究，效率才有显著提高。亚音速级(气流速度低于声速)中压力比不大，一般不超过1．3。为了提高级的压力比和增大流量，人们研究跨声速和超声速压缩机，并已广泛应用于喷气发动机等设备。(end)
摘 要
罗茨风机是一种容积式压缩机，属于旋转机械，具有结构简单、风机内腔不需要润滑油、运转平稳、性能稳定等优点，已被广泛应用于石化、建材、电力、冶炼、化肥、矿山、港口、轻纺、食品、造纸、水产养殖和污水处理、环保产业等诸多领域。
罗茨鼓风机的结构主要是有一对腰形渐开线转子、齿轮、轴承、密封和机壳等部件组成。
关键字：罗茨鼓风机、转子、设计、绘图
Abstract
Roots blower is a positive displacement compressors are rotary machine, has a simple structure, the fan cavity does not require luJGRicants, smooth operation, stable performance, etc., have been widely used in petrochemical, building materials, electric power, metallurgy, chemical fertilizers, mining, ports, textile, food, paper, aquaculture and wastewater treatment, environmental protection industry and many other fields.
The main structure of the Roots blower is a pair of kidney-shaped involute rotors, gears, bearings, seals and chassis and other components.
In this paper, according to the design requirements for large flow blower design, the first of the structural characteristics of the Roots blower, working principle and should be shipped in the field were analyzed; proposed design for this project on the basis of these analysis; then to Roots the major part of the blower detailed analysis and design, including the selection of the motor, V belt drive design, analysis and design of the rotor, design synchronization gears, shafts and shaft parts of the design and verification and block design, and prepared this blower use and maintenance manual; finally draw the blower assembly drawings and part drawings mainly through AutoCAD drawing software.
Keywords: Roots blower, Rotor, Design, Drawing
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1罗茨鼓风机的构成及特点 1
1.2罗茨鼓风机的工作原理 2
1.3罗茨鼓风机的应用领域 4
第二章 总体方案设计 5
2.1设计要求 5
2.2方案设计 5
第三章 罗茨鼓风机主要部件设计 6
3.1电动机的选择 6
3.1.1选择电动机类型 6
3.1.2电动机容量的选择 6
3.1.3电动机转速的选择 6
3.2 V带传动的设计 6
3.2.1 V带的基本参数计算 6
3.2.2 带轮结构的设计 9
3.3转子设计 9
3.3.1转子叶型设计 9
3.3.2转子的干涉检测 12
3.3.3转子的结构设计 12
3.4同步齿轮设计 13
3.4.1选精度等级、材料和齿数 13
3.4.2按齿面接触疲劳强度设计 13
3.4.3按齿根弯曲强度设计 14
3.4.4几何尺寸计算 16
3.5轴及轴上零件的设计与选择 16
3.5.1传动轴的设计 16
3.5.2轴承的选择与校核 19
3.5.3键选择与校核 20
3.6缸体的设计 21
第四章 罗茨鼓风机的使用与维护 22
4.1安装注意事项 22
4.2操作使用注
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罗茨鼓风机行业国内外的发展趋势是：大容量的持续增长如炼油、合成氨等装置的大型化发展迫使风机容量不断增加。
发展高压小流量压缩机。随着新型气体密封、磁力轴承和无润滑联轴器的出现，开发超高压压缩机和小流量压缩机是发展趋势。
计算机集成制造系统在风机中得以广泛应用。计算机及自动化技术的迅速发展，使得风机在制造厂普遍采用计算机各种单元技术，并在此基础上致力于企业实现计算机集成制造技术的应用。
高效化。
在透平压缩机方面，三元流动叶轮的研究已从准三元流动叶轮发展到全三元流动叶轮。而且三元气流分析法还发展到叶片扩压器静止元件设计中，以期达到最高的机组效率。三元流动叶轮在离心通风机中也将得到越来越多的应用。扩大调节范围，提高变负荷调整下风机的效率也是风机高效化的重要内容。
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