2.4. Геометрические размеры шестерен.

Для некорригированного прямозубого зацепления с углом зацепления = 20° :

- диаметр делительной и начальной окружностей D =mZ= 10*10 = 100 мм;

- высота головок зубьев h = 2,25 m = 2,25*10 = 22,5 мм;

- диаметр окружности выступов головок зубьев D_A=m(Z+2) = 10*(10+2) = 120 мм;

- диаметр окружности впадин D_f= m(Z-2,5) = 10*(10-2,25) = 75 мм ;

- межцентровое расстояние a = D = 100 мм.

2.5. Мощность (кВт), потребляемая насосом:

где =_МГ _o- общий КПД насоса;_МГ= 0,85...0,9. Принимаем_МГ= 0,9.

 = _МГ _o= 0,9·0,8 = 0,72

2.6. Диаметры всасывающей и напорной магистралей (мм) определяются из выражения

d = 10³,

где - скорость рабочей жидкости, не превышающая 1,5...2 м/с для всасывающей и 3,5...5 м/с для напорной магистралей; если вязкость рабочей жидкости не больше 2...3°Е, что соответствует (13...23) 10^-6 м²/с. Принимаем= 1,5 м/с для всасывающей магистрали и= 3,5 м/с для напорной магистрали.

Диаметр всасывающей магистрали:

Диаметр напорной магистрали:

Принимаем d_в= 60 мм,d_н= 40 мм.

При большей вязкости значение скорости рабочей жидкости и окружной скорости шестерни насоса уменьшают, поскольку иначе рабочая жидкость не будет успевать заполнять межзубные пространства, что приведет к возникновению кавитационных явлений.

В прямозубых шестеренных насосах возникают запретные зоны. Для отвода жидкости из замкнутого зубьями объема делают специальные разгрузочные канавки на плоскостях, уплотняющих торцевые поверхности шестерен. Расстояние между канавками принимают равным mcos, ширину канавки - 1,2m, а высоту - 0,5m .

mcos = 3,14*10*cos20^° = 12,81 мм;

1,2m = 1,2*10 = 12 мм;

0,5m = 0,5*10 = 5мм.

2.7. Выбор приводного двигателя насоса.

Мощность требуемого двигателя:

Передача – цилиндрическая зубчатая ( открытая ):

k_g= 1,1 – коэффициент запаса прочности двигателя.

Выбираем двигатель: асинхронный, трехфазный, общепромышленного применения, закрытый обдуваемый. Тип: 4АМ132М8У3. Синхронная частотой вращения 750 об/мин. Мощность 5,88 кВт.

3. Расчет винтового насоса

Исходные данные для расчета насоса:

- производительность насоса Q_л= 320 л/мин;

- давление насоса p= 0,6МПа;

- частота вращения n= 1000 об/мин.

Последовательность расчета.

3.1. Максимально допустимая частота вращения насоса, при которой обеспечивается бескавитационный режим работы:

где Q_с - секундная подача насоса,Q_с =Q_л/60000 = 320/60000 = 0,0053 м³/с;

₀- объемный КПД насоса, величина которого зависит от частоты вращения винтов, их размеров и вязкости перекачиваемой жидкости; ориентировочно можно принимать₀=0,80...0,90. Принимаем₀=0,85.

Заданная частота вращения должна быть меньше n_max. В противном случае в дальнейшем расчете необходимо принять значение n, равным n_max, округленным в меньшую сторону.

3.2. Диаметр впадин ведущего винта d, принимаемый за определяющий размер циклоидального профиля, вычисляется на основе выражения для секундной подачи насоса:

где - теоретическая подача насоса;

Z - число полостей всасывания насоса; для насосов с односторонним подводом жидкости Z =1 и с двусторонним подводом Z = 2. Принимаем Z =1.

F - площадь живого сечения насоса, равная разности площадей поперечного сечения расточки корпуса насоса и поперечного сечения всех винтов, м²;

t - шаг винтовой нарезки винта, м.

Площадь живого сечения для трехвинтового насоса с циклоидальным профилем с достаточной точностью определяется выражением F = K_FD², где K_F=1,243.

Шаг винта принимается t =K_тD, где K_т =10/3 для насосов с подачей до 50 м³/ч и K_т = 5/3 - с подачей более 50 м³/ч. Принимаем K_т =10/3, т.к. подача насосаQ_л= 320 л/мин = 19,2 м³/ч которая меньше 50 м³/ч.

На основе приведенных выражений расчетную формулу для диаметра впадин ведущего винта D (м) можно записать в виде

Вычисленное значение обычно округляется до величины, кратной трем, что удобно при изготовлении винтов. Принимаем D= 0,045 м.