。.向心力.式中油珠所受的向心力，与油珠同体积的空气的质量，空气密度，。油珠能够从空气中飞离出去，就是离心力和向心力的合力的结果，在此把二者称为逃逸力，其方向为沿旋转半径从圆心指向外，大小为.式中润滑油密度与空气密度差，。.空气阻力.式中空气阻力阻力系数，为雷诺数的函数。在斯托克斯区域内.油珠的雷诺数为.故得到空气阻力为.式中油珠所受空气阻力，空气的动力粘度，.油珠的相对径向速度，油珠的直径，。.重力可以证明重力相对于离心力很小，故在此计算中省略不计。油珠在运动中逃逸力与空气阻力相等，即.将式.式.代入式.得由此得直径为的油珠在旋转半径为处的瞬时相对速度为.整理得两端积分得由此可得油珠被抛离到壳体内腔上所需的最长抛离时间.式中转子叶片外圆半径，转子流通部分的半径，。在工程设计中，根据实际需要及方便计算，常取流体的平均流速来进行计算，其计算公式为.如果已知有效截面上的流速分布及有效截面，或已知流量与有效截面，均可求得平均速度，但事实上流速分布很难确定，所以般多采用由已知流量与有效截面来求平均流速，既取.根据假设.故油珠通过壳体内腔的最长通过时间为.式中油珠随空气流过壳体内腔的速度，转子叶片的长度，单位时间内通过壳体内腔的空气流量，壳体的通道面积，因转子叶片而减少壳体的通道面积的系数。欲使直径为的油珠被抛离出去，只需油珠的抛离时间不大于其通过时间即可，即将式.式.代入得整理得油珠被分离出去时，转子的叶片有效长度应满足的关系式。.又有经验公式式中长径比例系数直径比例系数转子叶片外圆直径，转子流通部分直径，。把式.式.代入式.得.在实际计算中可取.综上，在给定离心通风器的空气流量空气密度及黏度润滑油的密度转子转速的情况下，若能确定转子的长径比例系数及直径比例系数油珠直径角速度滞后系数及流通面积减少系数，就可由式.式.式.计算出转子的有效长度，转子叶片外圆直径及转子流通部分的直径等主要结构尺寸如图.所示。据此可设计的离心通风器能够把所有直径小于的油珠分离出来。图.离心通风器转子主要结构尺寸简图计算实例设取小油珠直径.，转子转速.，空气动力黏度.，润滑密度，空气密度，长径比例系数.,直径比例系数.，角速度滞后系数，流通面积减少系数.。把上述数据代入公式.得代入式.式.得到转子的外径和流通部分直径分别为程序界面如图.图.转子设计对话框.离心通风器消耗功率计算转子转动所需驱动功率由转子所消耗的功率转子对油雾旋转所消耗的功率及支承轴承的摩擦功率损耗三部分组成，即.式中转子所消耗的总功率，转子转动所消耗的功率，转子对油雾旋转所消耗的功率，支承轴承的摩擦损耗功率，。下面分别给出这三个公式的计算方法。.转子转动所消耗的功率带动转子所需功率是在发动机启动或加速过程中，在定加速时间内所需的带动转子加速的功率。.式中转子转动惯量，转子的初始角速度，转子的最终角速度，加速时间，。.转子对油雾旋转所消耗的功率.式中折算成标准大气压状态下的空气泄露量，转子外半径，转子角速度，空气密度，压头系数。.支承轴承的摩擦功率损耗.式中轴承上的径向载荷，轴承内径，转子转速，轴承内滚动体与跑道的摩擦系数。功率计算程序界面如图.图.功率计算对话框.通风器的分离能力试验计算通风器的分离能力试验是通过试验测出转子或叶轮的切线速度空气流量等对润滑油质点分离量及分离效率的影响，测出通风器可分离的最小油珠的临界直径，从而得到通风器的分离性能随切线速度和气体流量的变化关系曲线。通风器的分离能力用分离率表示，其计算公式如下.式中润滑油的分离量，润滑油的未被分离量，。试验时，测出通风器在不同转速或不同空气流量下的分离前后的润滑油量，代入上式即可得到通风器的分离效率。.离心通风器分离能力评价计算评价离心通风器的分离能力，设计时通过评价其可分离最小油珠直径来说明。实际计算时把理论计算的临界油珠直径乘以个修正系数得到油珠实际临界直径，既.式中修正系数。由式.得.代入式.得.分离能力计算界面对话框如图.图.分离能力计算对话框离心通风器的三维参数化设计当今市场上流行的多数软件都具有了参数化功能，可根据实际情况进行选用。软件除了提供方便而强大的实体建模功能外，也提供了完善而先进的参数化设计。本系统选用软件的.版本完成了离心通风器的参数化设计。.基本原理本系统采用三维模型与程序控制相结合的方法。三维模型不是由程序创建，而是利用交互方式产生。在已创建模型基础上，进步根据零件的设计要求建立组可以完全控制三维模型形状和大小的设计参数。参数化程序针对该零件的设计参数进行编程，实现设计参数的检索修改和根据新的参数值生成新的三维模型的功能，其过程如图.所示图.基于三维模型的参数化设计实现过程由于这种方式是在已有三维模型的基础上，通过修改设计参数派生新的三维模型，因此，我们称之为基于三维模型的参数化设计。.参数的分类离心通风器各主要零件的结构都十分复杂，三维参数化设计所涉及到的参数比较多，参数的管理就是个很重要的内容。对于每个零件，利用建模时的标注尺寸参数作为驱动尺寸，当个驱动尺寸发生改变时，实体大小也随着改变。离心通风器的个零件都有自己的参数系列，在这里不是把每个参数都列入对话框当中，因为结构相同而大小不的零件有些特征的参数是可以固定不变的。如果对于那些设计过程的不需要改变的参数也由用户干预，就会给开发系统的后续使用复杂化，造成不必要的人力资源浪费。为此，将参数化为不同的等级，把用户不关心的尺寸封闭起来，对用户表现为不可见，将驱动模型的参数分为主参数，牵连参数和常值参数三类。.主参数的确定实现零件的参数化尺寸驱动的关键在于提取主参数和尺寸关联的完成，主参数应根据零件的结构功能进行提取，以满足用户需求为本。转子是带有叶片的叶轮，叶片数目影响油珠的旋转角速度，叶片数目越多，油珠的角速度越接近叶片的角速度。中心是支撑转子的中心轴，轴上开有通气孔，被分离后的空气从中心孔排出，实现轴承腔与外界大气的通风。通气孔的数目与叶片数相同。综合确定离心通风器的主参数为转子叶片的外圆半径叶片长度叶片数目，流通部分的直径。把结构尺寸中的除了主参数的尺寸尽可能的用主参数加以驱动，形成牵连参数。下面是确定参数关系的段表达式列表。叶片数外径叶片长度流通直径.零件模型的建立转子模型如图.所示，在离心通风器中转子是核心组成零件，其设计是否合理直接影响通风器的性能，设计能否成功，因此转子的建模就显得十分重要。在环境用人机交互方式建立三维模型样板。模型样板的创建方法与般三维模型相同，但必须注意以下几点在对三维模型样板进行特征造型时，对二维截面轮廓，利用尺寸标注和施加相切固定点共线垂直及对称等关系实现对几何图形的全约束。正确设置控制三维模型的设计参数。设计参数可以分为两种情况是与他参数无关的独立参数另种是与其他参数相关的非独立参数。前者主要用来控制三维模型的几何尺寸和拓扑关系后者可以用独立参数为自变量的关系式表达。实际上参数化设计采用程序采用的是第种情况的设计参数，对于后者可以不设置参数而直接用关系式表示。正确建立设计参数与三维模型尺寸变量之间的关联关系在中创建草图加减材料和其他修饰特征时，系统将会以等默认符号给约束参数命名。系统的约束命名是由系统自动创建的，其值控制三维模型的几何尺寸和拓扑关系，与用户建立的参数无关。要使用户建立的设计参数能够控制三维模型，必须使两者相关联。主要有两种方法需要输入数值时，直接输入参数名。如在草图中标注或修改尺寸值时用参数名代替具体数值。利用关系式功能创建新的关系式，使系统自动创建的约束参数名与设计参数关联。对于倒角或倒圆特征，必须用第二种方法使约束参数与设计参数相关联。要在三维模型中或草图中显示参数名，可以在“信息”菜单中选择“切换尺寸”菜单项。个叶片原模型个叶片图.通风器转子模型的二次开发.简介虽然软件功能非常强大，通用性非常好，然而在具体使用中不能满足各种设计要求，特别是国外的系统在设计标准规范标准及标准件库方面和国内存在较大差异，因此，以软件为平台进行二次开发，使之适合国内及企业设计要求，更大限度地发挥的作用，已成为该软件应用过程中的项重要工作。是美国