手持式车用多功能吸尘器结构设计（含三维图SW及7张CAD图纸）

手持式车用多功能吸尘器结构设计（含三维图SW及7张CAD图纸）,手持,式车用,多功能,吸尘器,结构设计,三维,SW,CAD,图纸 手持式车用多功能吸尘器结构设计一、毕业设计（论文）的内容内容：针对现代汽车服务行业的快速发展，分析汽车用吸尘器的应用特点，设计出一种简易可行的功能多样的汽车用手持吸尘器，课题的具体任务如下：1、分析汽车用吸尘器的应用特点，完成车用吸尘器的整体结构规划和设计。2、除吸尘功能外，能完成2项以上附加功能。3、砐尘结构能满足汽车空间和结构复杂的要求。4、进行必要的受力计算，详细设计出主要部件的结构。5、三维数字模拟设计样机，并通过运动仿真关键装置来验证该装置设计方案的合理性。二、毕业设计（论文）的要求与数据要求：整个手持式汽车吸尘器结构设计的具体要求及主要技术指标如下：1、整个装置结构应简单、制造成本低、应用三维模拟出产品样机。2、吸尘器的外形尺寸和重量就达到便携，在车内灵活运用。3、装置设计说明书（毕业设计说明书）应包含中英文摘要、车用吸尘器功能分析、设计方案比较、结构设计、理论计算、吸尘结构设计、运动模拟过程分析及结果说明等内容。4、提交装置总装图、装置的主要零部件图及模拟三维样机文件。三、毕业设计（论文）应完成的工作指定整个毕业设计学生应该完成的所有工作，包括：1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300-500个单词的英文摘要；2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；3、完成绘图工作量折合A0图纸3张以上，其中必须包含两张A3以上的计算机绘图图纸；4、导师所指定的其它工作，所有毕业设计的工作量要满足16周的工作量要求。四、应收集的资料及主要参考文献1 王明强. 计算机辅助设计技术M. 北京：科学出版社，2002.2 杨叔子，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，200235-172.3 2Yeong-Maw Hwang,Taylan Altan.Finite element analysis of tube hydroforming process in a rectangular dieJ.Finite element in Analysis and Design, 2003, 39 (11): 1071-1082.4 (美) Neil Sclate, Nicholas P.Chironis 编 邹平 译. 机械设计实用机构与装置图册M. 北京：机械工业出版社，2002105-214.5 机械设计手册编委会.机械设计手册 机架、箱体及导轨M北京：机械工业出版社，200711-222.6 詹迪维SolidWorks产品设计实例精解M北京：机械工业出版社，200875-268.7 袁剑雄 李晨霞. 机械结构设计禁忌M. 机械工业出版社，200883-192.8 吴宗泽.机械设计师手册M. 北京：机械工业出版社，200853-185.9 机械设计手册编委会. 机械设计手册单行本造型设计和人机工程M. 北京：机械工业出版社，200723-102.五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件（与上述文字空1行）计算机一台CAD设计软件任务下达时间：2012年01月09日毕业设计开始与完成时间：2012年01月09日至 2012年 06 月03日组织实施单位：教研室主任意见：签字： 2011 年12月30日院领导小组意见：签字： 2012 年01月 05日 1毕业设计的主要内容、重点和难点等车载吸尘器市场，它的潜力极为惊人，随着科技的发展，生活水平的提高，拥有汽车的家庭越来越多。但据调查，虽然国内高达95%的用户有购买车载吸尘器的意向，可迄今为止，由于传统的吸尘器的种种技术和设计问题，国内车载吸尘器的购买率却不高。针对该市场的巨大潜力，本课题是设计出一个简易、便携、功能多样、产品外型定位于前卫、新潮、具有一定的概念风格的手持式车用多功能吸尘器。内容：1、完成车用吸尘器的整体结构规划和设计。 2、进行必要的受力计算，详细设计出主要部件的结构。 3、砐尘结构能满足汽车空间和结构复杂的要求，可在使用过程中灵活变动。4、 三维数字模拟设计样机，并通过运动仿真关键装置来验证该装置设计方案的合理性。重点：1、 车用吸尘器的整体结构和外观设计，使产品外观设计与工程技术完美结合；2、 整体装置结构应简单、易于操作使用、制造成本低；3、 设计出吸尘结构；4、 对三维样机中主要零件进行有限元分析，验证主要零件的受力变形情况；难点：1、对吸尘机构运动模拟过程分析及结果说明；2、对车用吸尘器的重要结构部位力学分析，通过相关软件进行进一步的分析产品结构，优化产品结构。2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）准备情况:通过查阅相关的文献，了解了车用吸尘器的工作机理，对车用吸尘器的整体布局有了较为深刻的认识。学会基本的三维软件设计平台的使用，及相应的仿真、分析方式与方法。虽然毕设题目有一定的难度，通过近段时间的了解文献，还是攻克了不少难点，随着了解的深入，相信可以达到毕设的要求。文献资料：1 王明强. 计算机辅助设计技术M. 北京：科学出版社，2002.2 杨叔子，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，200235-172.3 2Yeong-Maw Hwang,Taylan Altan.Finite element analysis of tube hydroforming process in a rectangular dieJ.Finite element in Analysis and Design, 2003, 39 (11): 1071-1082.4 (美) Neil Sclate, Nicholas P.Chironis 编 邹平 译. 机械设计实用机构与装置图册M. 北京：机械工业出版社，2002105-214.5 机械设计手册编委会.机械设计手册 机架、箱体及导轨M北京：机械工业出版社，200711-222.6 詹迪维SolidWorks产品设计实例精解M北京：机械工业出版社，200875-268.7 袁剑雄 李晨霞. 机械结构设计禁忌M. 机械工业出版社，200883-192.8 吴宗泽.机械设计师手册M. 北京：机械工业出版社，200853-185.9 机械设计手册编委会. 机械设计手册单行本造型设计和人机工程M. 北京：机械工业出版社，200723-102.现有设备：高性能计算机一台，绘图设计软件。3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料实施计划：1、 1.09-1.31 查找翻译资料并翻译所选择的外文资料；2、 2.01-2.29 了解毕业设计任务，查阅毕业设计相关资料；3、 3.01-3.31 撰写并提交车载吸尘器的开题报告初步选择车用吸尘器的设计方案；4、 4.01-4.30 收集与整理资料，车用吸尘器设计方案的最终评价与选择，车用吸尘器的运动简图的制作；5、 5.01-5.27 车用吸尘器系统各结构件动力参数的理论计算，三维模型样机的建立及分析及设计说明书的撰写；6、 5.28-6.03 完成毕业设计，提交论文；所提交的资料：1、二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中包括详细的300-500个单词的英文摘要；2、与课题相关的且不少于四万字符的英文资料翻译（附英文原文）；3、总装图1张（A0），车用吸尘器吸尘系统装配图1张（A0），车用吸尘动力传递系统装配图1张（A1），零件图4张（A3）。指导教师意见指导教师（签字）： 2012年2月日开题小组意见开题小组组长（签字）：2012年 月日 院（系、部）意见 主管院长（系、部主任）签字： 2012年3月日 手持式车用多功能吸尘器结构设计摘 要随着科技的发展，生活水平的提高，拥有汽车的家庭越来越多。车载吸尘器市场，它的潜力极为惊人。但据调查，虽然国内高达95%的用户有购买车载吸尘器的意向，可迄今为止，由于传统的吸尘器的种种技术和设计问题，国内车载吸尘器的购买率却不高。针对该市场的巨大潜力，于此，本课题将设计出一个手持式车用多功能吸尘器。本课题根据三维数字化建模思想，通过采用SolidWorks软件进行计算机辅助设计，设计过程中经过草绘、粗模、再计算，将所得的数据进行了多次三维建模，最后利用模型进行干涉检查、模拟装配和流体分析等处理，最终得出吸尘器的整体结构模型。文章中采用工业旋风分离除尘技术对吸尘器集尘部分进行整体设计。其涉及到结构设计、三维造型、空气动力学等内容。本课题设计的核心部分包括：集尘分离装置的设计、旋风分离器相关尺寸设计、风叶轮结构设计。集尘分离装置部分，其由两组旋风分离器构成：上游旋风分离器、下游旋风分离器。上游旋风分离器分离颗粒较大的灰尘、杂质。气体通过中间的网孔进入下游旋风分离器。下游旋风分离器由6个小旋风分离器并联构成，通过采用并联技术，可大大提高分离效率。对下游小旋风分离器的外观尺寸、倾角设计进行了的详细介绍。 风机系统设计部分，由过滤网，风叶轮，电机，排气罩等组成，主要介绍风叶轮叶片尺寸设计计算，并对风叶轮进行静力分析和流体分析，得出各种参数，再对其叶片角度参数进行修改，使其抽风效率达到最大化。文章中对集尘筒盖弹射开关、过滤网罩和螺旋进风口部件做出了简要的设计，阐述了其结构难点与设计过程，其相关尺寸计算省略。关键词：多功能吸尘器；旋风分离技术；结构设计；流体分析AbstractWith the development of science and technology, improvement of living standards, More and more family have car. Car vacuum cleaner market, its potential is extremely alarming. According to the survey, although up to 95% of the domestic users intention to buy car cleaners, so far, due to the traditional vacuum cleaner all the technical and design issues, the purchase rate of the domestic car cleaners is not high. The huge market potential here, this project will design a handheld car with multi-function vacuum cleaner. This subject under the three-dimensional digital modeling idea, through the use of SolidWorks software for computer-aided design, sketch the design process. Coarse mode, and then calculated the data obtained from a number of three-dimensional modeling, the final model for interference checking.simulate assembly and fluid analysis and processing, concluded that the overall structure of the model of vacuum cleaner. Industrial cyclone separator dust vacuum cleaner dust part of the overall design of the article.Related to the structure design, 3D modeling, aerodynamics, and other content.The core of this topic include: the design of the dust separation devices, cyclone size design, the wind impeller structure design. Dust separation unit part, by two cyclone: the upstream cyclone, downstream cyclone. Upstream cyclone separation of larger particles of dust and impurities. The gas passes through the middle of the mesh into the downstream cyclone. The downstream cyclone cyclone in parallel by six small, through the use of parallel technology, can greatly improve the separation efficiency. The appearance of the size of the downstream cyclone inclination design details. Part of the fan system design, filter, air impeller, motor, exhaust hood and other components, the main wind impeller blade size design calculations, and wind impeller static analysis and fluid analysis obtained various parameters, then its blade angle parameters to modify it to maximize ventilation efficiency. The article ejection switch on the dust cover, filter cover and spiral air intake parts to make a brief design, described the structure of difficulty with the design process, the size calculation is omitted.Key words：Multi-function vacuum cleaner; cyclone separation technology; structural design; fluid analysis目 录引言11 绪论21.1 课题背景21.2 国内吸尘器研究现状21.3 国外吸尘器研究现状31.4 课题研究目的及意义32 车用吸尘器的附属功能概述52.1 多功能吸尘器的特点52.2 多功能吸尘器的运作原理52.3 多功能吸尘器的形态特征62.4 多功能吸尘器的附属功能62.5 多功能吸尘器的市场72.6 多功能吸尘器设计定位83 吸尘器整体方案设计93.1 吸尘器的组成和分类93.1.1吸尘器的组成93.1.2吸尘器的分类93.2 吸尘器的整体分析93.2.1吸尘器的性能参数标准93.2.2吸尘器的工作原理103.2.3集尘分离方式103.3 吸尘器集尘分离装置方案设计113.4 吸尘器电机选择124 吸尘器结构设计与计算144.1 旋风分离器结构设计144.1.1旋风分离原理144.1.2旋风分离器的性能参数154.1.3影响旋风分离器性能因素164.1.4旋风分离器的结构型式164.1.5旋风分离器的结构尺寸定型184.2 风叶轮设计214.2.1风叶轮的结构选型214.2.2风叶轮的理论设计214.2.3风叶轮的设计参数确定244.3 集尘筒盖弹射开关设计264.4 过滤网罩设计274.5 螺旋进风口设计294.6 小结305 吸尘器的总装315.1 模拟装配315.2 干涉检查325.3 吸尘器工作过程335.4 后期渲染处理346 吸尘器模拟仿真分析356.1 有限元理论概述356.1.1有限元理论概述356.1.2 SolidWorks Simulation软件有限元分析简介356.2 风叶轮静力分析366.2.1三维实体建模376.2.2有限元建模376.2.3结果分析396.3 风叶轮流体分析406.3.1对风叶轮流体分析的必要性406.3.2有限元建模416.3.3结果分析416.4 小结427 总结43谢 辞45参考文献46 引言 吸尘器是一种利用电动机叶片轮旋转时，在密封的壳体内产生空气负压，吸取尘埃、碎屑的电动清洁工具。在早期的时候，吸尘器还没有运用到电力作为动力，而是利用风箱吸尘，有的是用脚来操作，有的是用手来操作。这样的装置体积笨重。1901年，英国人布斯（H.C.Booth）到伦敦莱斯特广场的帝国音乐厅参观美国的一种车箱除尘示范表演。这种吸尘器是用压缩空气把尘埃吹进容器内，布斯认为此做法并不高明，因为许多尘埃都没能吹入容器中，于是建议表演者采用吸的方法，但却行不通，过后，布斯回到家中做了一个简单实验，将一块手帕蒙在椅子的扶手上，用口对着手帕吸卸，结果使手帕附上了一层灰尘。于是 ，他制成了吸尘器，用强力电泵把空气吸入软管，通过布袋将灰尘过滤。随后的吸尘器设计开发都是在基于布斯的设计上。普通车用吸尘器是由汽车提供能源，由于收到汽车电源接口电流限制，功率一般从几十瓦到200瓦，有操作半径限制；充电式吸尘器由充电电池提供能源，功率小，吸力小，没有操作半径限制，全世界生产和销售的吸尘器95%以上是使用交流电源，这使得在使用过程中带来不方便。随着电池技术的发展，锂电池成本降低且引入工业中的旋风分离技术，即使是用电池，吸尘器依旧会有很大的功率。目前，随着生活水平的不断提高，汽车使用的普及，吸尘器对中国人曾经是奢侈品，而现在随着社会的发展，车用吸尘器正在中国市场迅速的普及，吸尘器已经成为了家庭常用的小电器，它进入了千家万户的日常生活中，成为了生活中的清洁好帮手，吸尘器已经列为了继家用电冰箱和洗衣机之后的第三大日电 产品，列入了国家统计项目中，说明了吸尘器的市场需求是有很大空间的，在日常生活中也占据了重要的地位。1 绪论1.1 课题背景从国际市场而言，中国是世界上最大的吸尘器制造基地。在所有的白色家电中，吸尘器出口位列前三位，年出口量已达到了3000万台以上。加上我国台湾、香港等地的企业，出口数量已达到5000万台。主要出口到日本，欧洲和日本，美国和其他发达国家。在国内吸尘器每年的总消费，却只有约300万台，远远少于家电如微波炉、电磁炉，和国际市场差异较大。面对消费总量和出口总额中，国内的巨大反差并不能说明没有能力消费吸尘器，而是国内消费者仍然不完全理解其目的和功能，当消费者充分了解它的功能和它的价值在使用的时候，市场销售的大门将打开，同时迎来了消费高潮。当今吸尘器的价格定位还是比较合适国内消费者的消费能力，所以价格定位并不是阻碍销售低迷的原因，那为何人口比例和使用程度，出现了如此巨大的差别？一个是在公众固有的清洁概念没有彻底改变，在地板和瓷砖崛起时代，大多数家庭仍然习惯于用扫帚拖把清洁工具。另一个是，对于清洁功能，一般公众了解不够全面，仅认为吸尘器是清除灰尘的工具，不知道它还可以吸蜡虫、微尘等肉眼不可见的灰尘。而在欧洲、美国、日本，一个家庭里面，有的甚至有两个到三个吸尘器，根据不同的用途去选择使用不同功能的产品。消费者思想与习惯，同时也是影响消费市场与生产之间的巨大差异的重要因素。国内吸尘器市场催生了一个市场的发展和分化的巨大空间，需要厂家引导消费，以提高国内市场的消费潜力。国内市场大约有30多个品牌，其中包括外资品牌三洋、伊莱克斯、LG，国内品牌则是美的和海尔等，但大多数品牌的引导消费的重点都放在大型家电上，忽视小家电，如吸尘器的消费指南，没有做足够的吸尘器市场培育，引导工作，所以国内消费车用吸尘器的空间仍然是巨大的。1.2 国内吸尘器研究现状早在1968年，在上海有一家专业生产吸尘器的公司。可以说，国内吸尘器生产起步并不是很晚，但产量较低，年产量只有几千台。由于当时生产技术的限制，产量低下，所以使用吸尘器的对象的范围相对也比较窄，只有在一些要求洁净的环境场所和一些服务行业中使用了吸尘器。在那个年代，吸尘器还没有走入普通的消费人群中。近年来，我国的轻工业的快速发展，吸尘器制造水平在上升，其产量也跟着大幅增加，生产成本自然下降。随着时代的进步，吸尘器已进入千家万户，成为了三大家用电器之一。吸尘器市场在中国的生产和营销的速度，具有很强的潜力。从上面的描述中可以发现，虽然我国吸尘器在销售和生产上已经有了重大改变，但看看国际市场和工业发达的国家之间相互比较，依旧有很大差距。1.3 国外吸尘器研究现状起初生产吸尘器的目的是用来清理大型工厂，因为通过使用吸尘器可以方便快捷的清洁面积大的区域，于此使得吸尘器在工业上使用受到极大的青睐，但很快人们开始发现，是不是能吸尘器的使用运用到平日的生活中呢？所以把吸尘器的工作领域延伸到家庭中，并广泛的受到用户的青睐，一直沿用至今。吸尘器的发展过程中，吸尘器技术创新上的应用，调速器的应用调整和电机功率的改革，却忽略了集尘的方式和改进。现在使用吸尘器除尘方法和最初的袋式除尘器法之间相差并不太大。传统的除尘技术是在机器中安装一个集尘袋，将所有的布条、灰尘、纸屑都收集起来，但缺点是集尘袋会随着使用时间的变化，通气量下降，以致无法吸尘，在这种时候下，必须清洗或更换集尘。因而增加了清洗的麻烦和使用成本更，此外，当吸尘器工作的时候，细小的纸屑、垃圾和微小颗粒极其容易吸附在集尘袋的内壁上，使得尘袋纤维间隙受阻，造成吸力严重下降，甚至可能导致灰尘进入电机，使机器短路。 1978年，英国设计师戴森（JamesOyson）发现使用传统袋式吸尘器的过程中，普遍吸尘器得经常更换尘袋，而且微小尘埃颗粒常常堵塞吸气口的过滤网，将关闭吸气口的过滤器，使用诸多不便。为了解决这个问题，他通过对锯木厂油漆店经常使用到的技术（旋风分离技术）研究，一直致力于开发新的吸尘技术。在1983年，戴森制造了第一台吸尘器，该吸尘器使用了“G-Foroe”技术，这项技术的原理是把气流加速到每小时200英里，此时较大的碎片将会变小，然后再以每小时900英里的超音速旋转，通过巨大的离心力将灰尘颗粒旋转进入集尘袋中。戴森把这项技术投入到生产中，经过8年的时间，吸尘器的销售额增加了100倍。到目前为止，“戴森”已经是国际化的家电设计公司。1.4 课题研究目的及意义本课题是设计出一个简易、便携、功能多样、产品外型定位于前卫、新潮、具有一定的概念风格的手持式车用多功能吸尘器。目前，国内现有的车用吸尘器大部分功能单一，使用不方便，经常得清晰过滤网。因此，本次设计的产品面对国内市场，其优点如下：(1) 能够把吸尘、除湿和一些附加功能等常用功能一体化，增加吸尘器的使用功能。(2) 通过多功能吸尘器的设计，提高使用吸尘器的工作效率，减轻使用时的劳动负担，提高生活质量。(3) 通过引进工业的除尘技术，已达长时间使用不用清洗过滤网。(4) 该吸尘器体积小，重量轻，方便携带，有着巨大的实用价值和性价比，可以转化为产品，投入市场。(5) 通过三维软件模型建立，仿真，数据处理分析，高效的设计出最终吸尘器整体结构，对未来吸尘器行业制造发展有一定的借鉴意义。本次课题设计难点：(1) 工业旋风除尘技术的如何引入到家电产品中；(2) 对风叶轮进行有限元分析、结构优化；2 车用吸尘器的附属功能概述一个好的产品，其原有功能的强大与否是至关重要的。即使它有一些附属功能，但如果脱离了原有的特色，设计即成为失败。在这里，我们指的原有功能是产品本身的功能。例如，吸尘器，最根本的功能是，污物吸除。尽管我们对产品的原有功能做出极其的强调，也不能否认附属功能的必要性，而是作为设计前对功能上的一个定位。在现代社会，科学技术的不断进步，各种新技术的涌现，在日常用品中使用的各种新材料。这为设计提供了强大平台空间。传统产品也开始引入了各种新的功能。但并非所有产品都适合引入一个新的附加功能，并非所有的功能都可以引入到产品中。分析：设计时应考虑到原有功能和附加功能，功能和装饰之间的关系，这两个群体。这两套整个设计的关系。解决方案：去除一些不必要的鸡肋功能一些不必要的鸡肋功能可以被去除，例如，在吸尘器中安置了一个收纳袋。然而很少有人会真正把物件放入收纳袋中。尽可能的把产品的功能做强，做精。2.1 多功能吸尘器的特点多功能吸尘器一般会具有特有的吸尘、烘干和吸水功能集为一体的设计。这样极大地方便了人们对吸尘器的使用。已成为家庭必备家电的趋势，这样的设计跟随着市场的需求，同时也满足大众对使用功能要求。在目前市场上，大部分的吸尘器只有吸尘功能，功能比较简单，只有少数吸尘器具有附属功能（吸湿）。然而现有吸尘器的吸湿功能只能吸收少量的水，若吸收大量的水，将会对电机造成极大的损害，破坏整个吸尘器系统。那么在面对积水较多的地方，如何清理呢？清洗后，如何迅速使环境变得干燥呢？这些问题都是我们在日常生活经常碰到的问题，为了解决此类问题，多功能吸尘器就派上用场了。2.2 多功能吸尘器的运作原理传统的吸尘器是前壳和后壳的交界处，采用橡胶密封圈连接。电机和集尘筒分开放置，电机安放在后壳中，集尘筒则放置在前壳里。在电机主轴前端安装上风叶轮，这种结构的设计，当吸尘器在工作的时候，不小心吸取了小部分的水，水就很容易进入电机中，严重的情况造成机器瘫痪。多功能吸尘器在风叶轮与电机之间设置挡板，以便保护机器，隔开了电机与水接触。这样就可以有效地保护吸尘器的电机系统。当在吸尘器正常工作时，由于挡板的阻碍，水绕开电机进入后壳体的集尘筒中，完成吸水工作。烘干功能的实现，直接在吸尘器的排风口末端套接吹风管便可以实现。多功能吸尘器可以同时进行多项任务，如吸尘、清扫、清洗和烘干。从而避免了用户购买一个单一的洗涤或干燥的功能机器的麻烦，使家务劳动更容易、更轻松的完成。提高了工作效率，也节省体力劳动和时间。2.3 多功能吸尘器的形态特征一个完整的吸尘器产品，依靠的是自身的结构才可以成型。产品的结构是体现产品形态的重要元素之一。根据产品本身的结构特点，在外观设计产品的时候，产品的形态要呈现出美感，就必须要考虑到新颖而独特的结构特征。在现有的市场上，推出一个新颖独特的结构产品，那将会给消费者带来巨大的视觉冲击，同时激发消费者潜在的购买欲望。这就是我们平时所说的概念设计。然而在概念设计中除了强烈的视觉效果外，我们也应该提高产品的使用功能，使得产品更合理、更科学的工作，从而提高工作效率。 图2.1 吸尘概念设计2.4 多功能吸尘器的附属功能 除了更有效的除尘外，在日常生活中，多功能吸尘器在许多方面的使用也成为我们的好帮手。在季节变换的时候，需要把不用的棉被、衣服等物体收纳起来，多功能吸尘器此时便可以派上用场了。像棉被这样的体积大，但可以压缩的物品。在收纳的时候很容易出现清理不当被虫蛀，但要是你拥有多功能吸尘器，就可以很方便的解决此类问题，将棉被放入塑料密封袋中，然后用吸尘器吸掉袋里面的空气，这种方式大大节省存储空间，同时也避免了虫蛀问题。(如图2.2)图2.2 利用吸尘器抽取储存衣服内的空气纽扣掉了、缝衣针掉了找起来的时候相当麻烦，不过当拥有多功能吸尘器的时候，你可以轻轻松松的解决此类问题。首先，用薄薄的纱布把吸尘器的吸口裹好，其次，调节好风量去寻找掉落的小物品，这样一来，就可以在纱布上找到掉落的小物品了。 在日常生活中，使用多功能吸尘器的干燥功能，也会帮到我们。家里的空调机、电视、电脑等家电需要除尘怎么办呢？利用多功能吸尘器的附件小吸头进行除尘，然后用烘干功能去除潮气，这不是方便多了吗？ 多功能吸尘器是除尘、烘干、吸水等功能集为一体的家用电器，其可以完成许多传统吸尘器不能完成的工作，在功能上更适合家庭使用，提高了工作效率。2.5 多功能吸尘器的市场中国小家电市场是一个非常有潜力的市场，具有良好的发展前景。真空吸尘器、空气净化器、空气加湿器已经悄然进入到我们的日常生活中，小家电市场已经不再是传统的电暖器、电风扇、电熨斗的天下了。面向世界，新兴的小家电的市场占有率不断在攀升，特别是家用吸尘器。从90年代初开始，国内家用吸尘器销售量是以每年38的速度在上升。现今的吸尘器不仅要在功能满足日常生活的需求，在外观设计上也要不断的改善，并且把生产成本降低，以致可以面对普通的消费用户。吸尘器已成为了提高生活质量的必不可少的家电产品之一。然而在车用吸尘器市场，它的潜力更极为惊人，随着科技的发展，生活水平的提高，拥有汽车的家庭越来越多。但据调查，虽然国内高达95%的用户有购买车用吸尘器的意向，可迄今为止，由于传统的吸尘器的种种技术和设计问题，国内车用吸尘器的购买率却不高。面对如此具有潜力的车用吸尘器市场，改如何来占领和开发这块肥沃的土地便成了厂家们所需要思考的问题。当今，传统的车用吸尘器在市场上己经进入饱和状态，如果仍采用传统的车用吸尘器来开拓市场那必定不会得到丰厚的回报。因此，我们必须开辟一条新的道路车用多功能吸尘器。车用多功能吸尘器可谓是对传统车用吸尘器的一种技术升华，它运用的范围广泛，除了传统车用吸尘器应用的场所外，还适用于像车内积水的场合。将吸尘、吸水及烘干一体化。2.6 多功能吸尘器设计定位随着科技的不断发展，生活水平的提高，不能再仅仅停留在除尘这个基本功能上，以满足用户的需求。加强对吸尘器附属功能的设计，利用附属功能的特点，提高车用吸尘器的工作效率，方便用户的操作和使用，并减少对用户额外的劳动负担。在日常生活的清洁中，车体内难免会有积水，这个时候，倘若使用传统的吸尘器只能望而止步了。因为吸入的水会导致传统吸尘器电机损坏，报废的整个吸尘器。多功能吸尘器的附属功能的使用应让人们能更方便的使用。在外观设计中，要把人类的情感引入到里面，以满足人们的心理美学。不仅可以清洁的生活环境，使得环境变得舒适和清洁，也为生活环境添加更多的生机和色彩。设计定位总结：人群定位：有车一族。追求效果：新颖、时尚、便于操作、功能强大。附属功能：吸水、无绳移动、可充电式、自动打开集尘筒盖。3 吸尘器整体方案设计3.1 吸尘器的组成和分类3.1.1吸尘器的组成吸尘器主要由吸头、集尘分离装置、负压装置三部分组成，一般包括串激整流子电动机、离心式风机、滤尘网和吸尘附件。(1)吸头 根据使用场合，吸头有多种化：电动吸头、磨光吸头、扁吸嘴。电动吸头一般用于清除毛毯污物而设计的，其还细分为粗毛刷、细毛刷、转动毛刷；磨光吸头则运用于清除表面光滑的物体，避免在使用吸尘器过程中，留下刮痕印迹。扁吸嘴常用于一些一些很难操作的除尘死角。(2)集尘分离装置 通过市场调研分析，现有的车用集尘分离装置大致分为以下四种：滤纸过滤、无纺布过滤、水平式旋风过滤（带滤芯）、立式旋风分离。 (3)负压装置 通过离心风叶轮的高速旋转产生负压。 (4)排气消音装置 通过消音棉，网孔，气体顺畅流出。3.1.2吸尘器的分类 (1)立式吸尘器 适用于大面积的地毯清洁(2)桶式吸尘器 商用吸尘器，多为保洁公司，酒店，写字楼所使用，特点是容量大，能吸水。 (3)卧式吸尘器 外形小巧，存放方便。 (4)手持式吸尘器 体型小巧，携带方便，主要用于车内的清洁。(5)机器人吸尘器 高端吸尘器，可自动打扫和充电，但清洁效果有限，适合不是很脏的家居环境。3.2 吸尘器的整体分析3.2.1吸尘器的性能参数标准吸尘器功率： 一般吸尘器的功率为400-1000W或更高，车用吸尘器的功率一般在250W一下。吸尘器的性能体现主要是在于功率的大小。噪音系数： 吸尘器的噪音包括三部分：空气噪音、机械噪音和电磁噪音。电机在高速旋转的的时候会产生较大的噪音，噪音一般应该控制在50分贝一下，但是市场上的大部分吸尘器噪音超过了60分贝。3.2.2吸尘器的工作原理使用吸尘器的最终目的是清除地面、墙面、车体内部座位以及家具织物的表面的污垢或者灰尘。吸尘器工作原理是使用直流电机或交流电机作为原动力，当电源接通的时候，电机带动风叶轮高速旋转，使风叶轮得到一定的能量，产生吸气的作用，最后气流从高速旋转的叶片后排出。在这个时候，位于风叶轮前端吸尘器的内部的空气由于风叶轮的不停的高速旋转，气流源源不断的补充到风叶轮中，形成了吸尘器内部瞬时真空。因而，使得外界和吸尘器内部产生极高的负压差，即形成一了一定的空气吸力。通过一些辅助装置吸口、导管等把充满灰尘和赃物的空气吸入吸尘器内部中。吸尘器内部设置有过滤器，过滤器把灰尘和污垢都留在集尘筒中，过滤后的洁净空气流经风叶轮，进入后壳的电机出口排出，重新进入空气中。3.2.3集尘分离方式吸尘器在集尘分离方式中分为两种，尘仓式与尘袋式。内部安装了集尘袋的为尘袋式，没有安装尘袋的吸尘器为尘仓式吸尘器。尘袋式吸尘器在使用之后，可以把集尘袋更换扔掉，不用清洗，避免二次污染，还省去了清洗尘袋的麻烦，此类吸尘器在国外很受欢迎。但是由于其成本高，价格昂贵，在国内并没有那么流行。一般集尘纸袋都是用纸做成。不过，在国内，由于纸袋的生产成本高，使用无纺布材料代替纸生产集尘袋，从而增加了清洗尘袋的过程。因此，这类吸尘器在在国内市场上并不是很受欢迎。尘仓式吸尘器在近些年开始在国内吸尘器市场走红，那是因为这种吸尘器把灰尘垃圾都收集到集尘筒内，使用完后只需把集尘筒拆卸用水清洗，操作极其方便。这种方法降低了清洗集尘袋的麻烦，但此类吸尘器一般都是采用了旋风除尘的原理，所以在集尘的过程中，灰尘随着强大的旋风贴合集尘筒内壁选择，很容易对集尘筒内壁造成刮痕。然而大部分此类吸尘器都是采用普通的透明塑料制作，因此，在使用后一段时间内，灰尘留下的刮痕会严重影响美观。图3.1 水平旋风吸尘器产品3.3 吸尘器集尘分离装置方案设计 方案一 方案二方案三 表3-1 吸尘器设计方案对比优点缺点方案一结构简单，成本低，清洗集尘罩方便风力损失大，导致真空度下降，吸尘效率不高，噪音大方案二采用了旋风横向技术，气流直线进入机身，减小阻力，气流速度快，吸尘效率高，噪音小结构相对方案一复杂，不易清洗集尘罩，成本高方案三采用旋风直立分离技术，效果比方案二偏好，可吸水，防止水份进入电风机，清洗集尘罩方便，噪音小气体流动路径设计结构复杂，成本高通过上述三个方案的对比，方案三是最优方案，但其成本较高，于此对其进行方案改进，把后方负压装置旋转90，再对其集尘分离装置分成两级分离，第二级则采用小6旋风并联，其内部结构如下： 图3.2 第一级旋风过滤器 图3.3 第二级旋风过滤器3.4 吸尘器电机选择直流电机分有两类：直流有刷电机和直流无刷电机。通常情况下，电机，电磁中心，被称为转子围绕定子转子的永久磁铁。被转移到一个电流正交放置的永磁定子通过碳电刷转子线圈，见图3.4。这将创建一个电磁转子的旋转，因为刷子不断做出新的部件将不改变线圈的磁场旋转的转子绕组的接触，这被称为换向。一个缺点是电刷和换向器，它可以伤害换向器和电刷磨损造成（Sandqvist，2010）之间建立的火花。在吸尘器使用时，被过滤掉的废气中的碳粉尘磨损的结果。此外，换向导致电气噪声，电刷可以离开，从而产生火花。 图3.4 有刷电机 图3.5 无刷电机在无刷电机转子是一个包含永久磁铁。有两种类型的无刷电机，inrunners和outrunners。对转子的永久磁铁安装在电机的外壳，这个外壳是转子，在对比中的永久磁铁放置在轴不旋转套管内转，。从转子RCflight.se （2011），如图3.5所示。无刷电机的不同特点。无刷电机一般具有更高的效率比普通电机，他们可以更小的尺寸从而导致更低的材料成本。然而，无刷电机是更昂贵的生产，还需要更先进的转向装置。通过类比以上两种电机性能得出表3-2：表3-2 有限与无刷电机对比电机类型噪声使用寿命价格是否需接驱动器直流有刷电机大一般（电刷易磨损）便宜否直流无刷电机极小长昂贵是目前国内市场上大部分的车用吸尘器的电机都采用的是普通直流电机（即有刷电机），然而，根据本课题设计意图，以及整体结构的设计需要，若采用普通直流电机无法达到要求，综合考虑，采用直流无刷电机。.其型号参数如下：型号：57BL-0880N1-LSB功率：80W额额定电压：24V(DC)额定转速：8000 rpm额定转矩：0.095 Nm额定电流：6.2A 最大电流：12.4A极对数：5重量：0.8Kg适配驱动器：BL-0804 V1.54 吸尘器结构设计与计算4.1 旋风分离器结构设计旋风分离器是目前应用最广泛的气固分离装置之一。4.1.1旋风分离原理(1) 含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。(2) 颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。(3) 在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。(4) 在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；(5) 固相沿内壁落入灰斗。旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受压力、温度限制，分离效率高。一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用湿法或袋滤器捕集。其最大缺点就是阻力大、易磨损。图4.1 具有切向入口的逆流式筒锥型旋风分离器示意图切流式旋风分离器的几何尺寸主要有一下七个尺寸1：(1) 旋风分离器本体直径指分离器简体截面的直径)， D ；(2) 旋风分离器总高（从分离器顶板到排尘口），H ；(3) 升气管直径，DX ；(4) 升气管插入深度（从分离空间顶板算起），S ；(5) 入口截面的高度和宽度，分别为a 和 b ；(6) 锥体段高度，Ha ；(7) 排尘口直径，Dd ；4.1.2旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是气体经过旋风分离器的压强降与粉尘颗粒的分离性能。(1)分离性能分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸：临界粒径dc及分离效率表示。1 ：临界粒径dc：指旋风分离器能100%除去的最小颗粒直径。假设：在器内颗粒与气流相对运动为层流；颗粒在分离器内的切线速度恒定且等于进气处的气速ui；颗粒沉降所穿过的最大距离为进气口宽度B，导出临界粒径dc的估算式：dc=(9B /Nesui)1/2 (4.1)其中：B是旋风分离器进口管的宽度，标准型B=D/4； Ne：气流的有效旋转圈数，一般0.53，标准型35，通常取5； ui：进口气体的速度(m/s)； : 气体粘度； s: 固相的密度。dc愈小，分离效率愈高，由估算式可见dc随D的加大而增大，即效率随D增大而减小。当气体处理量很大又要求较高的分离效果时，常将若干小尺寸的旋风分离并联使用，称为旋风分离器组。粘度减小，进口气速提高有利于提高分离效率。2 ：分离效率：有两种表示方法 *总效率：指被除去的颗粒占气体进入旋风分离器时带入的全部颗粒的质量百分数0=（C1-C2）/C1 (4.2)其中：C1：旋风分离器入口气体含尘浓度； C2：旋风分离器出口气体含尘浓度。总效率是工程上最常用的，也是最易测定的分离效率，其缺点是不能表明旋风分离器对不同粒子的不同分离效果。 *粒级效率：粒级效率指按颗粒大小分别表示出其被分离的质量分数。含尘气体中的颗粒通常是大小不均的，通过旋风分离器后，各种尺寸的颗粒被分离下来的百分率也不相同。通常把气流中所含颗粒的尺寸范围等分成几个小段，则其中平均粒径为di的第i小段范围颗粒的粒级效率定义为：pi=（C1i-C2i）/C1i (4.3) 不同粒径的颗粒，其粒级效率是不同的。根据临界粒径的定义，粒径大于或等于临界粒径dc的颗粒，p=100%。粒级效率为50%的颗粒直径称为分割直径：d50=0.27D/ui（）1/2 (4.4) 对于同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器，无论大小，皆可通用同一条粒级曲线。标准旋风分离器的p与d/d50的关系：总效率0=xipi，xi为进口处第i段颗粒占全部颗粒的质量分率。(2)旋风分离器的压强降压强降可表示为进口气体动能的倍数：p=ui2/2 (4.5)其中：为阻力系数，对于同一型式及相同尺寸比例的旋风分离器，为常数，标准型旋风分离器=8，一般5002000Pa。4.1.3影响旋风分离器性能因素气流在旋风分离器内的分离机理与流动情况均非常复杂，因此对旋风分离器性能影响的因素比较多，其中最重要的是操作条件和物系性质。一般说来，颗粒粒径大、密度大、进口气速度高和粉尘浓度高等情况均对分离有利。如气体含尘浓度高则有利于粉尘颗粒的聚结，可以提高分离效率，而且还可以抑制气体涡流或湍流，从而使阻力下降，所以较高的气体含尘浓度对分离效率和压力两个方面都是有利的。但是有些因素对分离效率和压力这两方面的影响是相互对立的，如进口气流速度稍高有利于分离，但过高速度会导致涡流加剧，压力下降比较厉害也不利于分离。因此，旋风分离器的进气口的气流速度控制在1025m/s范围内为宜。4.1.4旋风分离器的结构型式旋风分离器的性能不仅受含尘气的含尘浓度、物理性质、操作条件和粒度分布的影响，而且设备的结构尺寸对性能的影响也是极大的。只有通过合理设计各部分结构尺寸，才可能获得较高的较低的压力降和分离效率。近年来，为降低压降并提高分离效率，在设计旋风分离器的结构中，主要从以下四个方面进行改进：A：采用细而长的器身：减小器身直径便可增大惯性离心力，增加器身长度便可延长气体停留时间，所以，细而长的器身对颗粒的离心沉降有利，使粉尘颗粒分离效率提高。B：减小上涡流的影响：含尘气体自进气口进入旋风分离器后，有一小部分气体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时，汇入上升的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。上涡流中的颗粒跟随着排气管排出，使旋风分离器的分离效率下降。采用带有采用异形或旁路分离室进气管的旋风分离器，可以改善上涡流的影响。C：消除下旋流影响：在标准旋风分离器中，内旋气流旋转上升时，会将沉集在锥底部分的颗粒重新扬起，这是影响分离效率的另一重要原因。为抑制这种不利因素设计了凸缘式旋风分离器。D：下沉口和排气管尺寸的合理设计都可以提高除尘效率。鉴于上述考虑，必须对标准旋风分离器进行重新设计改进，于此，设计出一种新的结构。目前，国内已经针对各种类型的气旋系列制定了一系列的标准。各种型号的性能和其相关尺寸参数均可以资料和手册中查到。化工中常见的几种旋风分离器如下：XLT/A型：具有倾斜螺旋面进口结构，通过设计成倾斜的进气口方向进气，可以在一定程度上减少涡流对除尘效果的影响，从而使得气流阻力下降，阻力系数的值可取5.05.5。XLP型：XLP型旋风旁路分离室，蜗壳进口，沿略高于顶盖控制机构。含尘的空气进入旋风分离器立刻分成两股旋风气流，上、下两股气流。旁路分离结构旋风器迫使自旋气流的气旋带来的细微粉尘颗粒重新凝聚顶部，并通过下旋气流进入到分离室，随后向下旋转分离出超过5m的尘埃颗粒的主要空气粒子流，具有较高的分离效率。根据不同形状的身长度，XLP型分为A，B两种形式，其风阻系数的值是可取的4.8至5.8。扩散式：主要特征是具有上小下大的外壳的结构，并在底部安装了挡灰板(又称反射屏)。挡灰板为倒置的漏斗型，上端顶部的中央位置设置有孔，器壁底圈和下沿之间留有一定的缝隙。受离心力的作用，粉尘颗粒沿壁面落下进入缝隙降至集尘筒内，而主体气流则被挡灰板隔开，少量进入集尘筒内的气体则经过挡灰板顶部的小孔返回上部容器内，与上升气旋流汇合再通过排气管排出。挡灰板有效地防止了已沉下的粉尘颗粒被气流重新卷起，产生扬起现象，因而使得分离效率提高，尤其对10m以下的粉尘颗粒，其分离效果更为明显。几种类型旋风分离器的主要性能如表4-1：表4-1 旋风分离器的主要性能参数类型标准式XLT/AXLP/B扩散式适宜进口气速ui/(m/s)1020101812201216阻力系数 85.05.54.85.86.57.0对粒度适应性/（m）10以上10以上5以上10以下对浓度适应性/(g/m3)4.050宽范围1.7200 鉴于对车用吸尘器大小的考虑，对标准旋风分离器加以改进，设计出一种新的结构形式。如图4.2所示：图4.2 旋风分离器剖视图4.1.5旋风分离器的结构尺寸定型 选择旋风分离器时，首先应根据具体的分离含尘气体任务，结合各型设备的特点，选定旋风分离器的型式，而后通过计算决定尺寸与个数。计算的主要依据有：含尘气的体积流量；要求达到的分离效率；允许的压力降。本旋风分离器结构设计方法是根据现有旋风器结构进行改进，再对其做相关数据分析，以此达到吸尘器整体尺寸和除尘要求。(1) 旋风分离器的D参数确定： 假设在900 m3/s总风量下，通过计算旋风分离器分离效果的出D尺寸： 一台旋风分离器： 取p=1460Pa，=5.3，允许的最大气速：ui=(2p/)1/2=22.4m/s； 取dc=6m，Ne=5，进气口宽度hB=Vs/ ui = D2 /8； D=0.299m； D=4B, B=0.075m； 入口高度 h=D/2=0.150m； 处理量= ui Bh=0.252 m3/s； 临界粒径dc的颗粒d50=0.27D/ui（）1/2=3.6m； d/ d50 =1.67； 查询手册可知，为0.84。 两台旋风分离器并联： 取p=1460Pa，=5.3，允许的最大气速：ui=(2p/)1/2=22.4m/s； 取dc=6m，Ne=5，进气口宽度hB=Vs/ ui = D2 /8 ； D=0.211m； D=4B B=0.053m； 入口高度 h=D/2=0.106m； 处理量= ui Bh=0.126 m3/s； 临界粒径dc的颗粒d50=0.27D/ui（）1/2=3.0m； d/ d50 =2； 查询手册可知，为0.9。 六台旋风分离器并联： 取p=1460Pa，=5.3，允许的最大气速：ui=(2p/)1/2=22.4m/s； 取dc=6m，Ne=5，进气口宽度hB=Vs/ ui = D2 /8； D=0.036m； D=4B B=0.037m； 入口高度 h=D/2=0.018m； 处理量= ui Bh=0.062 m3/s； 临界粒径dc的颗粒d50=0.27D/ui（）1/2=2.5m； d/ d50 =2.4；查询手册可知，为0.93。通过以上分离性能校核，最终确定采用了六个小旋风分离器并联除尘。图4.3 粒级效率与颗粒直径比d/dc的关系曲线图(2)旋风分离器其它参数设计计算：图4.4 通过查阅相关手册，标准旋风分离各个尺寸间关系如图4.4所示。由(1)中已确定了D=36 mm，则：h=D/2=18mm， H1=2*D=72mm, H2=2*D=72mm, S=D/8=45mm， D1=D/2=18mm，D2=D/4=9mm，为了适应加工工艺要求，本设计的旋风分离，把螺旋进风口单独分开，因此，必须对标准旋风器所计算出的尺寸进行调整。调整后的尺寸如表4-2。表4-2 旋风器尺寸参数H113H280锥角10由(1)的设计计算中，可知最终采用六个并联式的旋风结构。其结构图如图4.5所示。图4.5 六旋风分离器结构图4.2 风叶轮设计4.2.1风叶轮的结构选型按叶片结构分类(1) 前向式 风机叶片朝向叶轮旋转方向弯曲，叶片的出口安装角90。在相同风量下，它的风压最高。(2) 径向式 风机叶片朝径向伸出，=90，其性能介于前式和后式之间。(3) 后向式 叶片弯曲方向于叶轮旋转方向相反，9090静压=静压静压多叶窄轮直板前弯单板机翼流量系数0.30.60.050.30.10.30.050.20.050.350.10.35压力系数0.91.20.70.90.550.750.550.750.30.60.30.6效率0.60.780.70.880.70.880.70.880.750.90.750.920.60.60.050.30.10.30.050.20.050.350.10.35比较速度5010010503060255040805080特性及适用范围体积小，转速地，噪声低，适用于空调仪表转速高，压力高，噪声高，适用于阻力大的系统叶片简单，转速低，适用于农机和排尘系统转速高，适用于冶金、排尘和烧结效率较高，噪声较小，适用于锅炉、空调、矿井、建筑、排尘系统等综上对比分析，本课题所采用的叶轮结构为后向式圆弧叶片、弧线前盘的叶轮。4.2.2风叶轮的理论设计叶轮是风机的最主要部件, 风机能否获得所需要的真空度和风量, 与叶轮的设计有极大关系。叶轮的设计还要考虑到电动机的转速、输入功率( 影响规格要求) 及寿命等因素。根据空气动力学的欧拉方程式, 无限多叶片叶轮的理论真空度为13-14： (Pa) (4.6)式中: ：空气密度, 标准状态时 = 1.2( kg /m3 ) ; u2 ：叶轮出口圆周速度, ( m/s )； u1 ：叶轮入口圆周速度, ( m/s )； C 2u ：叶轮出口的绝对圆周分速度,( m/s)； C1u ：叶轮出的绝对圆周分速度,( m/s)。对于吸尘器风机，气体呈90进入叶片，此时，C1u，且,则（4.6）式变成： (4.7)式中：C2r ：叶轮出口的绝对径向分速度，（m/s）； 2A ：叶片的出口安装角度。流经叶轮的理论风量为：，即 (4.8)式中：QT ：风机的理论风量, ( m3/s)；D2 ：叶轮的出日直径,( m )；B2 ：叶轮的出口宽度,( m )。将（4.8）式代入（4.7）式得： (4.9) 吸尘器在一定转速下工作时，由（4.9）式知，和的关系曲线是一条直线，见图4.6的曲线。其它参数确定后，此直线的斜率决定于叶片出口的安装角的大小。图4.6 风叶轮的真空度衰减特性曲线图-无限多叶片的理论真空度曲线；-有限多叶片的理论真空度曲线；-考虑流动损失后的真空度曲线；-实际真空度曲线。实际上，叶片轮的叶片数是有限的，受轴向涡流的影响，风机的真空度减小，减小的比率叫真空度减小系数。真空度减小导数可用ECK的实验公式求得： (4.10)式中：Z:叶轮的叶片数；、：叶轮的入口和出口直径。有限多叶片轮的理论真空度为： (4.11)根据（4.10）式可得到图4.6的曲线。风机的流动损失（包括入口气流冲击损失），也会引起风机的真空度降低。设流动效率为，则风机的实际真空度为： (4.12)见图4.6的曲线。