Розробка шестеренного насосу (фактична подача насоса - 0,00055 куб.м/с), страница 6

Шпонки призматичні зі скругленими торцями. Розміри перерізів шпонок і пазів для шпонок, а також їх довжини  - по ГОСТ 23360-78.

Матеріал шпонок – сталь 45 нормалізована.

Напруження зім’яття і умови міцності визначаються за формулою:

,                  (3.7)

де МК – крутний момент на валу, Нмм;

   d – діаметр вала, мм;

   l – довжина шпонки, мм.

Допустимі напруження зм’яття при чугунній ступиці  (в нашому випадку матеріал полумуфти – чугун марки СЧ 20).

Геометричні параметри вала зі шпоночним пазом:

d = 28 мм; bxh = 6x6 мм; t₁ =3,5 мм; довжина шпонки  l = 50 мм (при довжині ступиці полумуфти 60 мм); крутний момент на ведучому валу   МК = 57,3·10³ Н·мм.

Згідно з формулою (3.7) отримаємо слідуючі результати:

.

Тобто маємо наступне:

.

Таким чином бачимо, що умови міцності для вибраної шпонки виконуються.

3.6 Розрахунок болтів

Для вибору болта зі стандартного ряду необхідно визначити її діаметр. Діаметр болта визначимо із умови міцності при розтягуванні, яка загально відома і має наступний вигляд:

,                                                    (3.8)

де R – розтягуюча сила, що діє на болт, кН;

F – площа поперечного перерізу болта, см;

z – кількість болтів.

  [σ] – межа міцності при розтягуванні, кН/см².

       Для якісних конструкційних сталей межа міцності обчислюється як відношення межі текучості до коефіцієнта запасу міцності п=2. Межа текучості для матеріалу Сталь20 згідно з [1] -с.62, табл. 14 - становить 250 (Мпа) = 25 (кН/см²). Таким чином будемо мати:

;

.

          Площа поперечного перерізу болта обчислюється як площа кола, діаметр якого дорівнює внутрішньому діаметру різі болта:

                                 (3.9)    

          Виходячи з формули (3.8) та з урахуванням виразу (3.9) можна записати формулу для знаходження діаметра шпильки:

.                                 (3.10)

У відповідності з [1]- с. 21 – сила, що розтягує болт визначається наступним чином:

,                                   (3.11)

де Ri  - сила внутрішнього тиску, Н;

R_d – зовнішня сила (сила, що стискує прокладку), Н.

Ці сили визначаються відповідно:

де р_і – тиск рідини, що нагнітається, Па;

р_d – контактний тиск (для прокладок у вузькій коновці р_d=3…8 р_і), Па;

D_a, D_i – зовнішній та внутрішній діаметри ущільнюючої поверхні відповідно, м.

          Визначимо сили, які створюють розтягуючу дію на болти у відповідності до раніше вказаних формул:

кН;

кН.

          Таким чином у відповідності до формули (3.11) :

 кН.

Підставимо отримане значення в формулу (3.10). Будемо вважати, що шести болтів вистачить для забезпечення міцності, тобто z=6 :

мм.

Таким чином, керуючись результатом проведеного розрахунку, приймаємо болт з різзю М10 у кількості 6 шт.