2 方案选择
通风机具体结构方案选择问题涉及的因素较多，主要根据用户的要求及制造厂的生产经验，参照性能良好的已有产品，初步选定设计方案。
2.1主要结构方案比较
现在广泛应用的轴流式通风机的结构形式很多，对于本设计而言，只考虑叶轮前加前置导叶、叶轮后加后置导叶、叶轮前后均加导叶以及两级轴流式通风机这四种形式。
图2.1 轴流式通风机几种方案
1-叶轮，2-前导叶，3-后导叶
1、 叶轮前加前置导叶
如图2-1-a 所示，这种方案的通风机中，气流在前置导叶中加速并扭转方向，使进气产生旋绕。在通风机中大多数采用的是负旋绕（即c1u<0）,如图2-2-a 所示，这样出口气流的绝对速度方向为轴向，以便将气体能直接输入管道。这种级的特点是压力系数高，反应度Ω>1，一般Ω=1.25～1.50左右。这种级的效率η=0.78～0.82。其常用于要求体积尽可能小的场合。
2、 叶轮后置后导叶
如图2-1-b 所示这种方案在轴流通风机中应用最广，气体轴向进入叶轮，从叶轮流出的气体绝对速度尚有一定的旋转，如图2-2-b 所示，经过后导叶扩压整流后，使气体轴向流出。
其反应度Ω＜1，一般为Ω=0.75～0.90左右。这种级主要应用于压头较高的通风机，而效率也较高．可达到η=0.82～0.88，设计制造良好的甚
至可达0.9。
图2.2 两种形式通风机的速度三角形
3、叶轮前后均设置导叶
如图2-1-c 所示，此方案前导叶使气流在叶轮进口产生旋绕，后导叶使叶轮出口气流整流后排出。这种方案其实是第一、二种方案的综合，其性能也是介于两者之间。其布置往往使叶轮进出口气流的绝对速度大小相等，而旋转方向相反，故而反应度Ω=1，这种风机的效率η=0.82～0.85。
4、 两级轴流式通风机
如图2-1-d 所示该方案一般是一个叶轮和一个导叶组成一级，也可以在第一级前设置导叶。在某些情况下，为了使风压较高，而径向尺寸较小，也可以采用两个叶轮中间加一个导叶的方法，这可以看作两极轴流式通风机的改造形式。总体来说两级风机效率较高，其中每一级叶轮单独工作时产生的风压之和都低于两级叶轮同时工作时风压的一半，这样通风机的寿命较高。
本设计，在通风机方案选择过程中，主要是对以上四种形式进行考虑，根据经济性、可靠性等方面进行取舍。
图2-3表示了两种通风机级的特性对比。压力系数、流量系数及功率系数的特性对比。总体上来说，这四种方案各有特点，其适用范围也在
一定程度上有重叠。由于轴流是通风机具体结构方案的选择问题比较复杂，
在实际设计过程中，一般情况下需要根据制造厂商的现有生产技术具体情况以及通风机用户的特定的要求，参照相似条件下已有的典型产品的实际结构选择适当的结构，并在该结构的基础上予以改进。
图2.3 两种通风机特性比较
1-设置前导叶，2-设置后导叶
4 强度校核
为了使通风机运转安全可靠，就必须对其主要的零、部件进行强度计算，这在本设计中具有十分重要的作用。该过程主要是根据第三章中已经得出的叶片的主要参数，根据相关国家标准以及相关的技术资料确定相应的结构尺寸，然后根据材料力学、理论力学、机械设计、机械原理中的理论知识，分析各部件的受力情况并求出实际应力，以此校核相应零部件的安全性极可靠度。
图4.1 动叶片整体结构
1-叶片，2-铆钉，3-支杆，4-根部挡板，5-腹面，6-顶部挡板
该部分主要包括动叶片的结构设计、支杆强度校核、叶轮结构设计、轮盘强度校核这四部分。其中支杆强度校核是最为复杂和关键的部分，也称之为动叶片强度校核。
与第三章设计计算的方法相似，为了提高设计效率，本部分也引入了计算机辅助设计，即利用Visual Basic语言编制了相应的应用程序。
所有参数校核结果请参见附录二。
4.1 动叶片结构设计
动叶片在制造时，一般是将叶片的背面和腹面用薄钢板分别压制成型，然后在对缝焊接而成。从叶片的向中空的叶片内部插入支杆。对于主扇，一般采用叶片和支杆铆接的方式联接；对于局扇（一般指叶轮直径在1000～800mm以下），一般采用叶片和支杆直接焊接的联接方式。为了提高气动性能，减小噪声，在叶片的顶部和根部焊接挡板，将叶片做成中空的全封闭的形式。叶片的材料一般选用A3钢。支杆的材料可根据其强度大小进行选择。在本设计中为了降低成本，叶片和支杆的材料均采用A3钢，即Q235钢。整个叶片的具体结构如图4.1所示。
4.2 支杆强度校核
在轴流式通风机运转的过程中，作用于叶片上的应力有叶片本身转动产生的离心力拉应力（扭曲叶片中，离心力也会造成弯曲，作用点在叶片的重心）及动叶片的气动力作用产生的弯曲应力。某栅面的气动力合力在叶片宽度方向上一般位于距叶型头部25%-40%处。这里的叶片强度校核需计算气动力对根部截面的弯矩，计算中只需假设其作用在叶片平均半径处的位置上即可，而不需知道气动力合力在宽度方向的具体位置。
动叶的危险部位是叶片根部和第一铆钉孔处。在本设计中，只对叶片根部进行强度校核，取安全系数n≥5（因叶片形状和受力情况复杂，校核时有些因素无法精确考虑在内，故取较大的安全系数值）。
