2.2 Расчет шпоночного соединения
Шпоночное соединение проверяется на смятие, по боковым граням шпонки под действием окружного усилия, передаваемого рабочему колесу:
,
(2.2.1)
где
–
момент передаваемый рабочему колесу(
);
– диаметр вала (м);
t - глубина паза по валу(м);
l - длина посадочной части рабочего колеса (м);
h – высота шпонки (м).
Момент, передаваемый рабочему колесу определяется из мощности передаваемой двигателем насосу. Мощность двигателя выбирают по основным параметрам насоса. К основным параметрам относятся подача, напор, КПД.
Мощность двигателя должна удовлетворять условию:
,
(2.2.2)
где
-
мощность потребляемая насосом.
Исходя из этого условия, выбираем электродвигатель, мощность которого 5,5 кВт.
Определим момент передаваемый рабочему колесу:
,
(2.2.3)
Находим напряжение шпонки на смятие:
Для этого конструктивно зададимся следующими параметрами:
t =0.005 - глубина паза по валу (м);
l =0.02 - длина посадочной части рабочего колеса (м);
h =0.006 – высота шпонки (м).
Размеры сечений шпонок и пазов по ГОСТ 23360 – 78.
.
2.3 Выбор и расчет муфты
Для соединения вала редуктора с валом двигателя выбираем муфту упругую, втулочно-пальцевую по ГОСТ 21424 – 75.
Технические характеристики муфты.
Максимальный
крутящий момент
Н.мм
Максимальная
частота вращения
об/мин.
Радиальное смещение осей валов не более 0,2 мм
Угловое смещение валов не более 1030/
Проверка удельного давления на упругие элементы МУВП проводится по формуле:
,
(2.3.1)
где
(Н.мм)
– расчетный крутящий момент;
(мм)–диаметр
окружности, на которой расположены оси
пальцев;
(мм)
–
длина втулки;
-
число пальцев;
МПа
– предел
прочности для муфты.
.
,
условие выполняется.
Проверка пальцев на изгиб проводится по формуле:
,
(2.3.2)
где
мм
– длина пальца.
МПа
– предел прочности для стали.
МПа
,
условие выполняется.
2.4 Прочностной расчет корпуса полумуфты
Расчет корпуса полумуфты будет рассчитываться на растяжение в опасном сечении.
Расчет полумуфты в опасном сечении произведем по формуле:
,
(2.4.1)
где σ – сопротивление, при растяжении действующее в опасном сечении полумуфты;
[σ] – допустимое сопротивление при растяжении.
Допустимое сопротивление при растяжении определяется из выражения
,
(2.4.2)
где
– предел текучести материала, из которого
отлита полумуфта.
Определяем напряжение, получаемое давлением максимальной нагрузки на площадь по формуле:
,
(2.4.3)
где S – максимальная нагрузка, действующая на полумуфту;
,
(2.4.4)
где m =70 кг – масса насосного агрегата;
g – ускорение свободного падения.
.
-
площадь полумуфты в опасном сечении.
.
Прочность полумуфты в опасном сечении является допустимой, так как выполняется условие: 1,2 < 78.
Коэффициент запаса прочности определяем из выражения
,
(2.4.5)
где [σ] – допускаемое сопротивление при растяжении;
σ- сопротивление, при растяжении действующее в опасном сечении муфты.
.
Полученный коэффициент запаса прочности является допустимым.