4.6 Конструкция и проектирование соединения штока с рычагом.

В соединении подшипник Гука запрессовывается в проушину рычага, обеспечивая посадку без зазора. В результате соединение подшипника с проушиной становится неподвижным, а взаимное перемещение элементов узла обеспечивается внутренним кольцом.

Рисунок-4.6.1-Соединение штока с рычагом.

1. Наконечник тяги (вилка);

2. Шайба;

3. Соединительный валик;

4. Подшипник;

5. Рычаг (проушина);

6. Шплинт.

4.6.1 Расчет уха ( законцовки рычага)

В качестве материала конструкции валика (рисунок 4.6.1) примем Сталь 40.

обладающий следующими физико-механическими свойствами:

Определим диаметр соединительного валика . Валик работает на срез:

где

-усилие штока;

-коэффициент безопасности;

-количество плоскостей среза;

Принимаем

По статической грузоподъемности выбираем шарнирный антифрикционный подшипник (рисунок 4.6.1.2). При этом обращаем внимание чтобы внутренний диаметр подшипника был равен диаметру соединительного валика.

Расчет проушины на разрыв. Расчетная схема представлена на рисунке 7.3.

где

-усилие штока;

-величина перемычки;

-ограничение на ширину уха;

-коэффициент концентрации напряжений;

Принимаем для алюминиевых сплавов.

Рисунок 4.6.1.1 –Проушина, работающая на разрыв

Расчет проушины на смятие:

, где

-усилие штока;

-наружный диаметр шарнирного подшипника;

-толщина подшипника.

Условие выполняется

Расчет проушины на срез.

Рисунок 4.6.1.2 - Проушина рычага, работающая на срез.

, где

-усилие штока;

-перемычка проушины рычага при срезе;

-толщина проушины.

Из конструктивных соображений принимаем

4.6.2 Расчет вилки (наконечника штока).

Для изготовления штока используется Сталь 45, со следующими физико-механическими характеристиками:

Потребная толщина проушины вилки из условия работы на смятие материала под болтом:

Рисунок 4.6.2.1 –наконечник штока.

, где

-коэффициент безопасности;

-усилие штока;

-диаметр отверстия проушины;

Из конструктивных соображений принимаем

Найдем величину перемычки проушины штока из условия разрыва:

Рисунок 4.6.2.2

Примем

Найдем величину перемычки проушины штока из условия среза :

Рисунок-4.6.2.3

Из конструктивных соображений примем

4.7 Проектировочный расчет ваДа

Рисунок-4.7.1

Сжатый воздух, используемый в качестве рабочего тела в пневматических рулевых машинках, на борту летательного аппарата хранятся в специальных баллонах под большим давлением ((30…50)МПа).

В качестве материала конструкции ВАД выбираем титановый сплав ВТ14 ГОСТ 19807-91, обладающий следующими физико-механическими свойствами:

Максимальный объем сжатого воздуха одной рулевой машинки:

Объем баллона для хранения сжатого воздуха :

где – коэффициент определяющий величину остаточного в баллоне воздуха;

– время работы рулевых машинок;

– показатель политропы.

Масса воздуха в баллоне:

где – газовая постоянная; – температура воздуха в баллоне.

Толщина стенки для торового баллона:

где – коэффициент безопасности для сосудов высокого давления;

– коэффициент, учитывающий уменьшение толщины стенки при штамповке;

– коэффициент, учитывающий уменьшение прочности материала в зоне сварного шва;

– предел пропорциональности материала баллона.

Линейные размеры торового баллона определим из равенства потребного и располагаемого объемов:

Отсюда

Принимаем

Толщина стенки для торового баллона:

Принимаем

Масса воздушного баллона, имеющего постоянную толщину:

где – плотность материала, из которого изготовлен баллон;

– площадь боковой поверхности баллона;

– статистический коэффициент, учитывающий увеличение массы баллона.

Для торового баллона:

Общая масса снаряженного воздухом баллона: