Материал: Шестерённый насос с опорами качения

Шестерённый насос с опорами качения

Контрольная работа

Шестерённый насос с опорами качения

Задание

) Привести описание конструктивной схемы и принципа работы насоса

) Рассчитать основные конструктивные и рабочие параметры насоса.

) Разработать сборочный чертёж механизмов гидравлической машины.

Исходные данные:

Тип гидромашины - шестерённый насос с опорами качения.

Параметры:

рабочий объем: 25 см3/об;

рабочее давление: 6,3 МПа;

частота вращения вала: 2000 мин-1

КПД: 92%

Содержание

насос гидравлический зацепление шестерня

1.Определение геометрических параметров зубчатого зацепления

. Расчет стенки корпуса насоса

. Определение опорных реакций шестерен

. Расчет подшипников

. Расчет цапфы ведомой шестерни.

.1 Расчет цапфы на кручение

.2 Расчет цапфы на изгиб

. Расчет вала шестерни

. Расчет шпоночного соединения

. Проверка прочности зуба шестерни

. Расчет потерь на всасывание

Заключение

Список используемых источников

Введение

Описание конструкции.

Шестеренным насосом называют роторную гидромашину с рабочими камерами, образуемыми рабочими поверхностями зубчатых колес, корпуса, боковых крышек.

Шестеренные насосы выполняются с шестернями внешнего и внутреннего зацепления. Наиболее распространенными является насос первого типа, который состоит из пары зацепляющихся цилиндрических шестерен, помещенных в плотно охватывающий их корпус, имеющий каналы в местах входа в зацепление и выхода из него, через которые осуществляется подвод (всасывание) и отвод (нагнетание) жидкости. Эти насосы просты по конструкции и отличаются надежностью, малыми габаритами и массой.

Конструктивной их особенностью является наличие лишь вращательного движения деталей рабочего органа. Ввиду этого в машинах данного типа полностью устранено ограничительное влияние на работу инерционных сил узлов машины (исключая ограничительное влияние инерционных сил жидкости).

Шестеренные используются как в качестве насосов, так и гидромоторов. Ввиду этого выкладки, произведенные применительно к насосу, могут быть распространены и на гидромоторы.

Максимальное давление, развиваемое этими насосами, обычно 10 МПа и, реже, 15-20 МПа. Созданы также насосы, пригодные для работы при давлении 30 МПа. Подача насосов, предназначенных для работы на низких давлениях, доходит до 1000 л/мин.

В шестеренных гидромашинах отсутствует эффект действия на конструкцию инерционных сил движущихся деталей. Они допускают относительно высокие частоты вращения, а также кратковременные перегрузки по давлению, величину и длительность которых определяют в основном размеры подшипников. Максимальные частоты вращения составляют обычно 2500 и 4000 об/мин, для насосов небольших подач допускаются более высокие частоты вращения.

В данной работе рассмотрен насос с подшипниками качения. Для борьбы со специфическим недостатком шестеренного насоса - образованием запираемой полости - применяются разгрузочные канавки. Рабочие камеры данного насоса ограничены ведущим, ведомым зубчатыми колесами и втулками. Жидкость поступает во входное отверстие и заполняет объемы впадин между соседними зубьями шестерен. При вращении вала насоса эти объемы переносятся в зону нагнетания, где шестерни входят в зацепление и зубьями вытесняют жидкость в зону нагнетания. В состав конструкции также входят: шайбы упорные, крышка передняя и задняя, уплотнение и корпус.

Принцип действия.

При вращении шестерен жидкость, заключенная во впадинах зубьев, переносится из камеры d всасывания в камеру с нагнетания, которая образованна корпусом насоса и зубьями a1, b1, a2, b2. Поверхности зубьев а1 и а2, омываемые жидкостью под давлением р2, вытесняют при вращении шестерен больше жидкости, чем может поместиться в пространстве, освобождаемом зацепляющимися зубьями b1 и b2. Разность объемов, описываемых рабочими поверхностями этих пар зубьев, вытесняется в нагнетательную линию насоса..

Рис. 1. Схема шестеренного насоса

Шестеренные насосы находят широкое применение в различных областях техники вследствие их компактности, надежности и небольшой трудоемкости изготовления.

Порядок сборки и разборки насоса.

В расточках чугунного корпуса 1 смонтированы четыре втулки 2. В уплотняющих втулках расположены игольчатые подшипники 3, являющиеся опорами ведущего 4 и ведомого 5 валов насоса. Шестерни 8, числом зубьев равным 14 посажены на валы(по средствам двух шпонок каждая), и зафиксированы в окружном направлении пружинными кольцами 7 и распорными 6. С торцов корпус закрыт крышками 9 и 10. В рвсточку передней крышки запрессована манжета 11.

 Основные обозначения и символы

 - рабочий объём в

 - рабочее (номинальное) давление в

 - частота вращения приводного вала в

 - объёмный КПД

 - механический КПД

 - идеальная (теоретическая) подача насоса в

 - действительная подача насоса в

 - модуль зацепления в м

 - ширина шестерни в мм

 - производительность за 1 оборот на 1 мм ширины зуба шестерни в

 - число зубьев

 - теоретическое расстояние между центрами в мм

 - действительное расстояние между центрами в мм

 - диаметр начальной окружности в мм

 - диаметр окружности вершин в мм

 - угол зацепления шестерен в градусах

 - профильное смещение инструмента в мм

 - диаметр окружности впадин в мм

 - диаметр основной окружности в мм

 - толщина зуба у вершины в мм

 - расстояние от оси до начала разгрузочной канавки в мм

 - глубина разгрузочной канавки в мм

 - основной шаг в мм

 - толщина зуба по начальной окружности в мм

- напряжение в стенке корпуса в МПа

 - толщина стенки корпуса в мм- внешний радиус стенки корпуса в мм

 - расстояние от центра ведомой шестерни до точки зацепления в мм

 - угол, соответствующий крайней точке эвольвенты в градусах

 - угол, на который распространяется зона высокого давления в градусах

 - радиус входного отверстия в мм

 -допустимая скорость течения рабочей жидкости во всасывающей магистрали в м/с

 - допустимая скорость течения рабочей жидкости в напорной магистрали в м/с

 - угол, расположенный от начала переходной зоны до линии всасывании в градусах

 - угол, на который распространяется переходная зона от нагнетания к всасыванию

 - крутящий момент , передаваемый ведомой шестерней в

 - нормальное давление на зуб в Н

 - опорные реакции ведомой шестерни в Н

 - ширина подшипника в мм

 - диаметр цапфы в мм

 - кинематический коэффициент вязкости в

 - плотность используемой жидкости в

 - динамический коэффициент вязкости

 - радиальный зазор в мкм

 - внутренний диаметр подшипника в мм

 - толщина слоя смазки в мкм

 - безразмерный коэффициент

 - величины среднего удельного давления в МПа

 - внутренний диаметр цапфы в м- допустимая скорость течения рабочей жидкости в м/с

 - предел прочности для материала цапфы в МПа

 - коэффициента запаса

 - допустимое напряжение в МПа

[] - допустимый диаметр цапфы в мм

 - изгибающий момент в сечении цапфы в

 - момент сопротивления изгибу в сечении цапфы в

 - напряжение изгиба в сечении цапфы в МПа

 - прогиб цапфы ведомой шестерни в мкм

 и  - осевые моменты инерции сечения в

 - минимальный радиус торца подпятника в мм

 - площади, к которой необходимо подводить давление нагнетания для поджатия подпятника к торцу шестерни в мм2

и  - координаты сноса центра тяжести площади в мм

 - полная площадь в мм2

 - угол зацепления в градусах

 - площадь сегмента, хорда которого расположена от оси на половине действительного расстояния между центрами в мм2

 - площадь элементарной площадки в мм2

 - диаметр элементарной площадки в мм

 - расстояния между центрами окружностей диаметром Da и  в мм

 - минимальное расстояние от внешней окружности кольца до наружной окружности подпятника в мм

 - мощности, передаваемой валом в Вт

 - крутящий момента, передаваемый валом в