Расчет центробежного вентилятора

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный архитектурно-строительный университет

Институт  инженерно-экологических систем

Кафедра деталей  машин

Курсовая  работа

«Расчет центробежного вентилятора»

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Выполнила студентка группы 2Т2

Карпенкова  А.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                            Санкт-Петербург

2009 

 

     ВВЕДЕНИЕ 

     Цель  проекта: спроектировать клиноременную  передачу и групповое резьбовое (болтовое) соединение.

     В зависимости от исходных данных, в  проекте необходимо подобрать электродвигатель, диаметры шкивов, длину ремня, межосевое расстояние, рассчитать рабочий ресурс передачи. Подобрать диаметры болтов в групповом резьбовом соединении. 

 

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. 

 
 
 

     2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ПОДБОР КЛИНОВОГО РЕМНЯ. 

2.1. Определяем требуемую мощность на рабочем колесе:

,

2.2. Определяем мощность электродвигателя:

     

,

    Подбираем асинхронный двигатель переменного тока 4A132S6

    Частота вращения ведущего шкива:

      , где s = 3.3% – скольжение          
 
 
 
 
 
 

     При N = 3,25 кВт и согласно номограмме выбираем тип сечения ремня А.

 

     3. РАСЧЁТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ. 

1. Определяем  передаточное отношение:

,

2. Определяем диаметр малого шкива на валу двигателя:

- вращающий момент

Согласно ГОСТ 1284.3-96 принимаем 

3.3. Определяем диаметр большого шкива на валу рабочего колеса вентилятора:

Согласно ГОСТ 17383-73 принимаем

4. Определяем действительное передаточное отношение:

5. Определяем  межосевое расстояние:

Минимальное межосевое расстояние:

,

где

- высота сечения ремня (для типа ремня. А=8 мм);

Максимальное  межосевое расстояние:

;

Среднее межосевое  расстояние:

 

6. Определяем  длину ремня:

       , принимаем 

7. Уточнённое межосевое расстояние:

,

где  ,

     Предусмотрим  увеличение на 5% и уменьшение на 2% межосевого расстояния для удобства монтажа  и натяжки ремней.

     

      

8. Определяем  угол обхвата малого шкива

9. Определение числа ремней в комплекте.

      Согласно  ГОСТ 1284.3-96:

       - номинальная мощность, передаваемая  одним ремнём.

       - коэффициент, учитывающий влияние  длины ремня

       - коэффициент режима работы (вентилятор)

       - коэффициент угла обхвата

       - коэффициент, учитывающий число  ремней (для 2-х ремней)

      

2

10. Определение сил действующих на элементы передачи.

     Натяжение ветви ремня:

     

,

     где - скорость ремня:

      - коэффициент учитывающий центробежную  силу

     Сила, действующая на вал:

     Рабочий ресурс передачи:

     

,

     где

      - базовое число циклов, для  ремня сечения А

      - предел выносливости для  клиновых ремней

      - максимальное напряжение в  сечении ремня

     

      ,

     где

      - модуль упругости ремня

      - высота ремня

     

 

     

     4. РАСЧЁТ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ.

Геометрические  характеристики электродвигателя  

      - высота оси ведущего шкива.

     

       

     

     См. чертёж «Схема распределения векторов сил»

     Болтовое  крепление электродвигателя производится в точках, определяемых расстоянием  между ними b  в поперечном сечении, и l₃ в продольном. 

     Сила  F_в, действующая на вал двигателя, определяемая в основном силой натяжения ремня, была определена при расчете ременной передачи привода.

     Сила  F_в создает в болтовых соединениях электродвигателя следующие моменты:

     М₁, определяемый высотой расположения вала двигателя относительно плоскости опоры, и М₂, определяемый геометрическими параметрами электродвигателя. 

     Момент  М₁ определяется по формуле: 

     

 

     При воздействии силы F_в болты, расположенные слева от оси двигателя, испытывают осевые усилия, направленные вверх, на разрыв, а расположенные справа – на сжатие.

     Поскольку расстояние между болтами в поперечном сечении электродвигателя равно  b, то можно определить величину силы F_R, вызванную силой F_в, воздействующую на болт в осевом направлении, по формуле:

     

     В свою очередь момент сил М₂, действующий в плоскости крепления электродвигателя, определяется по формуле:

     

     Сила  F₂, действующая на каждый болт при воздействии момента М₂, определяется по формуле:

     

     где - гипотенуза прямоугольного треугольника,  

     Поскольку болтов, удерживающих электродвигатель, четыре, то силу F_в можно представить как равновесно распределенную между ними. Тогда от силы F_в на каждый болт будет приходиться сдвигающая сила : 

     

 

     Отсюда  суммарная сила, действующая на каждый болт, будет представлять собой геометрическую сумму векторов: 

     

,  тогда    
 

     Принимая  коэффициент трения, создаваемый при затяжке болта, равным f = 0.1,

     определим необходимую силу затяжки болта  F₄: 

     

      

     Определим суммарную осевую силу F_б, действующую на болт: 

     

 

     Определим расчетный внутренний диаметр болта  по формуле: 

     

 

     где [σ]_p – допустимое напряжение в винте при растяжении.

     [σ]_p определяется в зависимости от предела текучести σ_т материала.

     

      

     По  ГОСТ 8724-2002 выбираем болт с резьбой М6