1.5. Расчет цапфы ведомой шестерни.

1.5.1. Расчет цапфы на кручение [1].

Расчет цапфы на кручение проводится по методике, представленной в [1].

В качестве материала цапфы принимаем чугун у которого:

, коэффициент запаса n_т=2,5 [4]

Расчет допустимого напряжения:

.

Определим внутренний диаметр цапфы:

где [V] - допустимая скорость течения рабочей жидкости [V] = 1 .. 2 м / с;

Расчет отношения:

,

где d_ц=5,7- внутренний диаметр отверстия ведомой шестерни.

Проверка диаметра цапфы по допустимому диаметру цапфы [ ], рассчитанному по формуле:

Размер D_ц должен быть больше или равен [D_ц]: 63,69мм>6,961мм

1.5.2. Расчет цапфы на изгиб [1].

Расчет цапфы с опорами качения проводится по методике, представленной в [1].

Изгибающий момент в сечении цапфы:

Где с=3мм - ширина упора под подшипник

Момент сопротивления изгибу в сечении цапфы:

Напряжение изгиба в сечении:

Прогиб цапфы ведомой шестерни:

где E =2,1·10¹¹Па– модуль упругости материала цапфы.

Осевой момент инерции соответствующего сечения:

;

Проверка прогиба цапфы Y по допустимому прогибу цапфы.

1.6. Расчет вала шестерни

Расчет проводится по методике, представленной в [1].

Мощность, передаваемая валом:

Крутящий момент, передаваемый валом:

Полярный момент сопротивления опасного сечения вала:

Напряжение кручения в опасном сечении:

Коэффициент запаса прочности (значение должно быть в пределах ):

Проверка:

7. Расчет шпоночного соединения

Расчет проводится по методике, представленной в [5].

Для D=20 мм по ГОСТ 23360-78 [1] выбираем призматическую шпонку сечением 4×4 l_ш=50 мм

Окружное усилие передаваемое валом:

Проверка шпонки на смятие:

где к=2 мм - выступ шпонки от шпоночного паза

Условие прочности на смятие выполняется

1.8. Проверка прочности зуба шестерни

Проверка проводится по методике, представленной в [5].

Изгибающий момент, действующий в сечении у основания зуба:

Определение величины , , приведено в разделе 1.1 и 1.3

Толщина зуба у основания:

Осевой момент сопротивления сечения у основания зуба:

Напряжение изгиба у основания зуба:

Проверка напряжения изгиба у основания зуба по допустимому напряжению -условие выполняется

9. Расчет потерь на всасывание

Кавитационный запас насоса [1]:

,

где – барометрическое давление;

– разница между уровнем жидкости в баке и отметкой уровня насоса;

– потери давления жидкости на пути прохождения от ее бака до впадин зубьев, вызываемые сопротивлениями труб, фильтров, расходомеров и др., а также изменениями сечений и направлений потока в каналах насоса;

– удельный вес жидкости АМГ-10 [6];

– упругость паров топлива при температуре t °C ;

– минимальное сечение на входе в насос;

n=2 – коэффициент безопасности.

Заключение.

В ходе выполнения работы рассчитал шестерённый насос с подшипниками качения, а также определил геометрические параметры зубчатого зацепления, рассчитал стенку корпуса насоса, определил опорные реакций шестерен, рассчитал подшипники качения, цапфу ведомой шестерни, проверил на прочность зуб шестерни.

Разработал сборочный чертеж шестерённого насоса.