【正文】 圖根據(jù)電機的設計尺寸為總直徑35毫米，其中外殼2毫米，所以鐵芯最大直徑為： D=3522 =26mm但不能取最大直徑，所以鐵芯直徑選擇小于26毫米，但也不能過小，過小會使鐵芯與永磁體之間的空隙加大，使磁阻加大，影響勵磁磁場。 電機漆包線截面積的計算要選擇漆包線截面積，首先要計算電流，需要先求得電機消耗的電功率。風葉受力點與軸心的力臂d即為風葉受力中心點距離軸心的距離，大小為： 風葉力臂d=(風葉平均半徑電機半徑)/2 = =風葉的力臂為：。力矩指的是力的大小與力臂的乘積，單位為：N而且可以將轉子的永磁體事先安裝在轉子風葉上，所以電機整體安裝也比較方便。還有其它原因也不適合使用有刷電機：有刷電機高速旋轉時，在電刷與滑片之間存在摩擦，會產(chǎn)生熱量，而風扇中軸部分空間又很狹小，不容易散熱，時間長了容易造成電機過熱。由于CPU供電的電源是電腦主板提供的，已經(jīng)標準化，額定都是直流12伏，所以風扇電機還是選擇直流電機為最佳。 圖19 CPU風扇四線供電線路圖19中的散熱風扇一共有四根導線，分別為黃、黑、綠、藍。來福軸承對高轉速的適應能力差，而靜音版的風扇轉速都不能太高，所以很適合本課題的遷用。而來福軸承比較適合。其中單滾珠軸承作為雙滾珠軸承與含油軸承的折衷產(chǎn)物，因價格比雙滾珠軸承低，比含油軸承略高，但壽命比含油軸承長，并且噪音一般不會隨著使用時間的延長時增加，所以一般很多風扇配的是這種軸承。缺點就是價格很高，只有很高端的風扇才會采用液態(tài)軸承。含油軸承：目前市面上的十元左右的風扇大多選用的是含油軸承，這種軸承不帶有滾珠，軸和軸瓦間依靠油來潤滑。配合電機的溫控調速電路，通常不會讓其工作在額定轉速下，只有當CPU滿載和溫度過高時才會工作在額定轉速下，平時由于有溫控調速電路的調節(jié)，故轉速通常不會很高，所以靜音效果是很明顯的。本課題選擇了較大的葉片曲率和葉片傾角，有效地保證了風壓，使風不至于吹不到散熱器最底端。但計算前還需要進行單位轉換：104立方米。很多未知因素都會使實際風量低于理論值，所以本課題將理論風量折去百分之二十后作為假定的風量。二是風葉的高度差并不等于風扇扇框的高度，而是比扇框高度要小，課題前面已經(jīng)計算出來風葉的高度為：風葉高度差=風葉平均截面長度sin葉片傾角 =sin40176。所以當?shù)谝黄L葉將空氣推出去之后，后面的空氣還會由于慣性和壓力差的作用繼續(xù)經(jīng)過風扇。）]/2 =（）/2 = = = ≈4500 mm34500 mm3 =(立方厘米)。 整理設計參數(shù)，繪制圖樣綜上所述，本課題初步設計出了能夠很大程度上減少噪音的風葉結構，其各項參數(shù)如表1：表1 風葉設計參數(shù)表格參數(shù)名稱數(shù)值風扇葉片曲率5葉片傾角40度風葉最大外徑41毫米風葉間距22毫米風葉數(shù)目5個葉端最小間距2毫米風葉弧度風葉的軸心高度18毫米風葉最大半徑41毫米風葉平均半徑40毫米風葉截面最頂端長度32毫米風葉截面最底端長度25毫米根據(jù)整理得到的參數(shù)，繪制風葉圖樣：圖16 風葉圖樣3 計算風扇所需轉速 計算風扇每轉的理論風量 計算每片風葉的空間容量計算每片風葉的有效空間容量：風葉長度=風葉平均半徑電機直徑/2 =4035/2 = 根據(jù)圖17所示計算每個風葉的空間容量：圖17 風葉空間容量示意圖風葉平均截面長度=（風葉截面最頂端長度+風葉截面最底端長度）/2 =（32+25）/2 =57/2 =設計的葉片傾角=40176。但由于本課題中要設計的風扇的葉片尺寸較大，所以要把葉片上的電機殼做成中間凸起的形狀，即可有足夠大的表面積安置風葉，又可以增加藝術美感。然后來計算弧度。所以可以看出弧度與所在圓的半徑?jīng)]有關系。因此也要在合理范圍內(nèi)選取。如圖12：圖12 葉端間距風葉最尾端比最前端略大 設計風葉弧度拿來一只風扇，如果從上面俯視看去，會發(fā)現(xiàn)葉片并不是由軸心直線向外延伸出去的，而是帶有一定的弧線。葉端間距過大會造成氣體的回流，降低效率，同時使有限的扇框的利用率降低。因此為避免不必要的麻煩，風葉個數(shù)多采用不對稱的奇數(shù)形式，本課題設計了擁有五片葉片的葉片個數(shù)，也恰恰符合了這一項要求。也降低了風噪。再來計算風相鄰風葉的空隙距離：相鄰風葉空隙距離=空隙總量/風葉個數(shù) =15/5 =3即相鄰兩個風葉之間有3毫米空隙，非常合適。而電機的圓周長為110毫米，而每個風葉的最前端和最后端不能有重疊的部分，因為也沒有必要兩個風葉有生疊的部分，即增加風扇整體的重量，也浪費材料，同時由于風葉重量的增加，會使電機功率加大，一是浪費電能，二來加大電機功率，勢必要加大電機中鐵芯和繞組的體積，使中軸電機直徑增大，使風扇中心很大一部分為風力盲區(qū)，降低單位面積風扇的有效風量。計算直徑35毫米的周長數(shù)值： 周長L=直徑圓周率 =35 =取整數(shù)110毫米。實際運用中，要綜合各種因素進行設計，選擇最合適的葉片傾角。如圖9圖9 葉片傾角如果葉片傾角過大，甚至大于45度，勢必會引起風力的橫向，即Y方向的竄動，干擾正常的風向，引起自干擾，同時增加軸承所需的扭轉力矩。這個曲率即能保證風葉有較好的集風能力，又能很大程度上減輕風的脈動，保證送風的平穩(wěn)。如圖8所示UG模擬設計圖。目前市面上主流風扇大多為七葉和九葉等，我們可以根據(jù)實際情況在保證風力穩(wěn)定的情況下略減一到兩片，同時再盡量加大些葉片弧度，使風扇吹出來的風，不至于過多地散射，使其能夠盡量集中地吹到正前方，增加風壓，減少風量的損失，使風扇電機功率能更有效地轉化為能夠利用的風。計算出其滿載時的每分鐘發(fā)熱量Q（處理器）為：W=Pt,即：Q= Pt Q（處理器）=P（處理器）60 =12560 =7500J即每分鐘要由空氣帶走7500J的熱量。所以CPU允許溫升為：△t2=t(最高)t(內(nèi)) =6539=26℃所以最高溫升允許為21℃。假設夏天外面溫度為30℃，則機箱內(nèi)部溫度為： t(內(nèi))=t(外)+ △t =30+ =℃所以夏天機箱內(nèi)環(huán)境溫度大約為39℃。機箱內(nèi)硬件每分鐘要產(chǎn)生16800J的熱量，由此可算得溫升。所謂的溫升指的是工作部件的溫度比外界環(huán)境溫度升高的數(shù)值。風扇采用的是8cm直徑的小翼形風扇，正常溫升情況下，轉速為1500R/。再看顯卡散熱風扇的出風口，通常帶風扇的顯卡散熱器有前后兩個出風口，其中前面風口直接通向機箱外面，即圖4中的E出口。本課題取電源70%負載下的風扇運轉情況作為研究對象。 分析機箱內(nèi)部工作溫度分析各個出風口的排風量。因為實際中電腦使用率多少對耗電影響非常大，很難估算。K）,由于開氏溫度和攝氏溫度單位代表的溫差值相等，所以K可以用℃代替；￡是兩者之間距離，單位為米（m）；TT2是溫度差值，單位為攝氏度（℃）；t是傳導時間，單位為秒（s）；A是傳導表面積單位為平方米（㎡）。K(注：指的是標準環(huán)境下，即攝氏25℃，相對濕度60%)。兩側面板的面積為： S（兩側板）=（寬）（高）2（兩個側板）=㎡后面板面積為： S（后面板）=（長）（高）=㎡兩側板和后面板總面積為： S（側+后）=S（兩側板）+ S（后面板）=㎡+㎡=㎡上面板面積為： S（上面板）=（長）（寬）=㎡ 分析機箱自身鋼板的被動散熱能力查找常用材料熱導率表，分別找到鋼板和空氣的熱導率。目前機箱架構主要有三個標準，ATX架構，就是我們通常使用的機箱；BTX架構，是以后要流行的，對ATX架構做了優(yōu)化；和迷你小機箱的ITX架構。（我們假想的都是電腦在80%以上負荷工作）。內(nèi)存：通常在3瓦左右。 分析電腦機箱其它硬件發(fā)熱量顯卡：機箱中另一個發(fā)熱大戶就要數(shù)獨立顯卡了，中低端顯卡甚至就要比處理器發(fā)熱量還要大。分析處理器發(fā)熱的來源。同時也避開了過于老舊的處理器，課題針對LGA775針腳及以上、1156針腳及以下等針腳的英特爾和AMD處理器散熱器的設計（注：針腳指電腦處理器接口針腳的數(shù)目類別，不同針腳處理器要搭配不同的電腦主板）。（5）根據(jù)風扇參數(shù)選擇電機類型，計算電機鐵芯大小、線圈匝數(shù)及漆包線截面積。設計面積盡量大的散熱片。各個靜音版散熱器如雨后春筍般出現(xiàn)在市面上。使用新型電機軸承，以滾珠軸承取代含油軸承，液態(tài)軸承取代滾珠軸承，還有更好的磁懸浮軸承及精密陶瓷軸承。查閱了國內(nèi)四大主力廠商，九州風神、超頻三、酷冷至尊和Tt的相關信息。本文針對通常的散熱風扇噪音大的問題，面向用戶和環(huán)保的要求，來設計可以大幅降低風扇噪音的機械結構。雖然國家已經(jīng)出了電腦噪音標準，個人電腦不得高于55分貝，網(wǎng)吧電腦不得高于45分貝，但這個標準在夜深人靜時還是讓人心煩的。由于計算機制造在進步，速度越來越快，體積越來越小，價格越來越便宜，讓計算機也走進了我們的日常生活中，走進了千家萬戶，走進了各行各界，計算機已經(jīng)無所不在了。超靜音型電腦風扇散熱器的機械設計 本課題來源進入18世紀是科技快速發(fā)展的時代，很多新生事物接踵而來。時代在進步，計算機也不僅僅應用在當初科學計算等專業(yè)領域了。圖1 占據(jù)著主板大半壁江山的高檔中塔式CPU散熱器 本課題意義和作用 人們感到暢快的同時，噪聲問題越來越讓人感到厭煩，因此擁有一臺極致靜音的電腦一直是DIY玩家的夢想。因此設計出一種靜音型帶風扇的散熱器非常實用。 目前國內(nèi)廠商靜音版散熱器風扇的靜音情況在本次設計