Конструктивное усовершенствование гидравлической системы самолета Ту-154 на основе анализа эксплуатации

b - ширина шестерни, см

n - частота вращения ведущей шестерни, об/ мин

ηоб = 0,9 - объемный КПД насоса.

Частоту вращения ведущей шестерни примем n=1000 об/мин. Диаметр начальной окружности ведущей шестерни примем Dнач = 6 см (0,06 м). Модуль зацепления выбираем из стандартного ряда, m =1,6 см (0,016 м).

Зная требуемую величину расхода (Q=110 л/мин), решая уравнение относите

льно ширины шестерни, получим:

Мощность на валу насоса определяется из выражения

Где: Р=210 кг/см - давление за насосом (20,58 МПа);

b = 1,85 см - толщина шестерни. Значение ее увеличено по сравнению с расчетным для обеспечения некоторого запаса по подаче (0,0185 м);

ω - угловая скорость, рад/с;

rгол - радиус головок шестерни, см;

rнач - радиус начальной окружности, см;

u =1,4 см половина длины линии зацепления, см.

Угловая скорость определяется по формуле:

w = pn/3

w = 3,14*1000/30=104,7 рад/с

Радиус начальной окружности:

r =D /2

r =6/2=3 см (0,03 м)

Радиус головок шестерни:

r = r + h

Где: h = 1,5 см - высота головки зуба.

r = 3+1,5 = 4,5 см (0,045 м)

Подставляя полученные значения, получим

N=210*1,85*104,7(4,52-32-1,42)/1,35*100*75=37,32 (кВт)

Мощность на ведущем валу привода насоса определяется по формуле:

Nв=N/h

Где: ηпр. - КПД привода

h=h 1h 2h

Где: η1 = 0, 98 - КПД первой ступени редуктора;

η 2 = 0,98 - КПД второй ступени редуктора;

ηк - КПД подшипников валов, с учетом потерь на вентиляторе;

h=0,99

Где: n = 3 - количество валов в редукторе.

ηк = 0,993 = 0,97

ηпр = 0,98*0,98*0,97=0,93

NB= 37,32/0,93 = 40,0 кВт

Согласно рассчитанной мощности выбираем электродвигатель А2-72-2 мощностью 40 кВт и частотой вращения якоря 2900 об/мин.

2.7 Кинематический расчет редуктора

Общее передаточное число редуктора определяется по формуле:

i = ωм / ωн

Где: ωм - угловая скорость вращения якоря электродвигателя;

ωн - угловая скорость вращения ротора насоса.

Заменяя угловую скорость частотой вращения, получим:

i = 2900/1000 = 2,9

Редуктор двухступенчатый с цилиндрическими косозубыми колесами.

Передаточное число первой ступени редуктора:

i = z/z

Где: Z2 = 20 - число зубьев ведомого колеса;

Z1 =12 - число зубьев ведущего колеса.

i1-2 =20/12=1,67

Передаточное число второй ступени редуктора:

i = i/ i

i = 2,9/,67=1,74

Выбирая количество зубьев ведущего колеса второй ступени редуктора =12, определяем количество зубьев ведомого колеса передачи:

Z3 = *i2-3

Z3 =12*l,74=21

Для снижения возможных ударных нагрузок передача крутящего момента от электродвигателя к редуктору и от редуктора к насосу осуществляется через муфту.

2.8 Расчет муфты

Основные данные:

§ номинальная передаваемая мощность N=40 кВт;

§ коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации, Кр=2,5;

§ диаметр посадочного участка вала d = 0,04 м.

Определяем диаметр, на котором находятся центры тяжести пружин:

Do = 4,5*d = 4,5*0,04 = 0,18 (м)

Пружины располагаются в два ряда, количество пружин т=16.

Сила, приходящаяся на каждую пружину, определяется по формуле:

F = T/0,5*Do*m

Где: Т - крутящий момент

Т = Рном / ω

Где: Рном = 40 кВт - номинальная мощность;

ω - угловая скорость;

ω = π.n / 30 = 3,14*2900/30 = 684,4 (с-1)

Тогда:

Тном = 40*103/415 = 96,4 (Н*м)

Тmах = Кр*Тном = 2,5*96,4 = 241 (Н*м) Fном = 96,4/0,5*0,18*16 = 66,94 (Н)

Fmax = 241/0,5*0,18*16 = 167,36 (Н) Материал для пружины - сталь 75 2 класса

[τ] = 0,4σ = 0,4*1400 = 560 (МПа)

2.9 Расчет пружины на прочность

Расчет пружины на прочность производится по формуле:

τ = K.8.F.Do/ 7.π.d3 [τ]

Где: τ - расчетное напряжение в поперечном сечении витков;

Do - средний диаметр пружины, Do = 0,012 м;

d - диаметр проволоки, d = 0,0025 м;

К - коэффициент, учитывающий влияние кривизны витков и поперечной силы;

К = (4С+2)/(4С-3)

Где: C = Do/d - индекс пружины

С = 0,012/0,0025 = 4,8

Тогда:

К = (4*4,8+2)/(4*4,8-3) = 1,2

Таким образом

τ = 1,2*8*167,36*0,012/3,14*0,00253 = 392,97 (МПа)

Условие τ < [τ] выполняется, поэтому пружина выбрана правильно.

При расчете пружины на жесткость определяется величина усадки λ, от воздействия силы F.

Для пружины круглого сечения

λ = 8.F.Do3Z/σ.d4

Где: Z - число витков пружины, Z = 6;

σ - модуль сдвига, σ = 8*104 МПа; F = 66,94.

Тогда:

λ = 8*66,94*0,01.23*6/8*104*0,00254 = 1,77*10 -4 (м)

Под действием силы

λ = 8*167,36*0,0123*6/8*104*0,00254 = 4,44*10 -4 (м)

График зависимости λ от F представляет собой прямую линию (рис. 2.1).

2.10 Гидравлический расчет установки

Явление кавитации заключается в образовании в жидкости местных областей, в которых происходит выделение (вскипание) парогазовых пузырьков с последующим их разрушением в результате конденсации паров и смыкания пузырьков, сопровождающимися высокочастотными гидравлическими микроударами и высокими забросами давления.

Кавитация может возникнуть в трубопроводах, в насосах, а также во всех устройствах, где поток жидкости подвергается поворотам, сужениям с последующим расширением (в кранах, клапанах, вентилях, диафрагмах) и прочим деформациям.

 Скачать реферат