(3) 

Выбираем  электродвигатель по каталогу [7]: 

 

5.2 Расчет червячной передачи 

1) Определяем передаточное  соотношение

 

Такое передаточное соотношение  позволяет выбрать  червячную передачу.

Определим ориентировочно КПД  передачи:

Крутящий  момент

  Т₂=9.55

Ориентировочное значение скорости скольжения

Выберем следующие материалы:

1)червяк  – сталь 45

2)Колесо - бронза БрАЖ9-4 
 
 

Допускаемое контактное напряжение для материала  червяка:

s_нр = 300-25∙V_ск

 

Определим приведенный модуль упругости:

q ≥ 0,25∙Z2

Расчетное значение q округляем до стандартного значения

Выбираем q=10, m=4.

Делительное межосевое расстояние:

,

Определим характерные диаметры червячной передачи:

Диаметры  делительных окружностей  червяка и червячного колеса соответственно:

   - Диаметры вершин витка и зуба

  - Диаметры окружностей впадин

Наибольший  диаметр червячного колеса:

Длина нарезанной части  червяка:

Ширина  венца червячного колеса:

Делительный угол подъема линии  витка:

Действительная  скорость:

 

КПД передачи:

(Угол  трения ρ’=2) 
 

Уточняем  крутящий момент  Т₂ на вале червячного колеса:

  Т₂ = Т₁∙ U∙ ηчп = 9,55∙37/885∙60∙0,75 =17,96  Н∙м 

Определяем  силы, действующие  в зацеплении, по формулам:

   Ft₁ = Fa₂ = 2∙T₂/d₂∙U∙ ηчп = 2∙17,96/100∙10-3∙60∙0,75 = 7,97 кН.

   Fr₁ = Fr₂ = Fa₂∙tg aw/cos γ = 90∙tg70/cos6 = 245 кН.

   Fa₁ = Ft₂ = 2∙T₂/d₂ = 2∙17,96/100∙10-3 = 0,36 кН.  
 
 

Определяем  расчетное контактное напряжение s_н по формуле:

   s_н = 0,47∙q/Z₂(((Z₂/q+1)/ aw)3 ∙ T₂∙K_н∙Е_пр)1/2                                                                          (4)  

   s_н = 230 МПа. 

Заключение: контактная прочность зубьев обеспечена, так как расчетное напряжение находится в интервале допускаемых отклонений.  

Производим  проверочный расчет червячной передачи на прочность зубьев при изгибе [3]:

    1) находим эквивалентное  число зубьев Zv₂ колеса по формуле для косозубых колес:

Zv₂ = Z₂/ (cos γ)3 = 25/cos6 = 25,5;

    2) выбираем коэффициент формы зуба  Yf в зависимости от  Zv₂:

Yf = 1,85;

    3) определяем допускаемое напряжение sfp при изгибе для материала колеса:

 sfp = 0,16∙sв∙Кfl = 0,16 ∙450∙1 = 72 МПа;

    4) предел прочности   sв = 450 МПа;

    5) значение коэффициента  долговечности при  изгибе, при стационарном  режиме:      Кfl = 1;

    6) определяем расчетное  напряжение при  изгибе  sf  по формуле:

sf=0,7∙Yf∙Ft2∙Kfl/ (b2∙m∙cos γ)                                                                                                     (5) 

           

sf =0,7∙1,85∙4780∙1/ (36∙4∙cos6) =43,2 МПа; 

Заключение: sf ≤ sfp ,т.е. прочность зубьев колеса при изгибе обеспечена. 

5.3 Расчет корпусных деталей 

S_к=PD/2σсж =6 мм

S_к - толщина корпуса

D - внутренний диаметр корпуса, D= 30 мм

P - рабочее давление, Р=0, 1 МПа 

Определим диаметр шпинделя в опасном сечении (проточка)

                                                                                                      (6)

                                        

Подставив численные значения в формулу (6), получим:

   

Материал  шпинделя Сталь 40 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. Уплотнительные элементы 

6.1 Межфланцевые уплотнительные кольца 

Определим размеры канавки  под уплотнительные кольца[2]:

D=29 мм – внутренний диаметр уплотнительного кольца

d=5 мм – ширина уплотнительного кольца

Натяг по внутреннему диаметру возьмём 

Осевое  сжатие по сечению 

Тогда внутренний диаметр  составит:

 

Принимаем D1

Рассчитаем  глубину канавки  с отклонением C1

Принимаем

Рассчитаем  ширину канавки 

Расчетные размеры канавки  под уплотнительное кольцо согласовываем  с ГОСТ 9833-73 и получаем размеры: h=2мм, b=5мм 

6.2 Уплотнение подвижных соединений 

Рассчитаем  размеры уплотнительных колец 

Сила  трения кольцевого уплотнения:

                                                                                             (7) 

Где l и l₁ ширина уплотняющей поверхности и протекторного кольца, f и f₁ коэффициенты трения по стали для мягкой резины(0,2) и фторопласта(0,12)

Проводя расчёт согласно заданным в ТЗ условиям герметичности, получаем размеры колец: h=5мм, b=10мм - два уплотняющих кольца из мягкой резины и одно фторопластовое кольцо [8]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

7. Отчет по курсовой работе. Предмет КПУ 

       Основная  цель проекта –  усовершенствовать  предложенные разработки  с целью достижения  более высоких  показателей безопасности шлюзового загрузочного устройства с шаровым затором.

       Для этого на основании  задания по курсовому  проекту,  вариант  №5, по теме «Шлюзовое устройство», а также анализа аналоговых материалов была разработана новая конструкция шлюзового устройства, выполненного из малоуглеродистой стали.

       Шлюзовое  устройство с шаровым  затвором должно применяться для перемещения образца из помещения с нормальным давлением (в рабочую) вакуумную камеру и обратно.

       Опыт  эксплуатации таких  устройств и результаты информационного  поиска показали, что  желательно применять  простые в управлении, недорогие  и ремонтно-пригодные  конструкции. Блочность конструкции предложенного шлюзового устройства с шаровым затвором позволила решить эту задачу.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Список литературы 

1. Ю.В. Милосердин, Б.Д. Семенов, Ю.А. Кречко  «Расчет и конструирование приборов и установок».
2. А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Т. Радкевич «Курсовое проектирование деталей машин».
3. К.Н. Боков, Г.М. Ицкевич, В. А. Киселев, С.А. Нернавский «Курсовое проектирование деталей машин».
4. Ю.А. Капралов, А.А. Кульбах «Инженерное проектирование (курсовой проект)».
5. Ю.А. Капралов, А.А. Кульбах «Вакуумные затворы и шлюзовые устройства».
6. Общие технические требования (ОТТ-87).
7. Р. И. Гжиров «Краткий справочник конструктора»
8. Лекционный материал Капралова Ю.А. 2004-2005 год.