1.10.5. Расчет оси колеса

На ось колеса действуют сила полезного сопротивления и вес . Диаметр оси будет определяться из условия на срез.

Определим равнодействующую сил Р_пс и G_р: R=453,5Кн.

τ_в=0,65σ_вр D=26мм.

1.10.6. Расчет проушин

Расчет проушины крепления подкоса со стойкой

Эскиз проушины представлен на рисунке 1.21.

Рисунок 1.21

Усилие будет равно внутреннему усилию в подкосе :

кН. Материал проушины, болта и втулки – 30 ХГСА. Из условия среза определим расчетный диаметр болта по формуле (22):

мм, (22)

Проверка на смятие втулки по болтом (формула (23)):

мм.(23)

Пусть соотношения , а (при этом коэффициент, учитывающий концентрацию напряжения , мм, мм.).

Проверим проушину на разрыв по формуле (24):

мм.(24)

1.10.7. Проектирование траверсы

Траверса на данной схеме шасси представляет собой проушины, которые требуется рассчитать. Представим проушины в упрощенном виде, чтобы их было удобнее рассчитать. В проушинах будут возникать реакции от действия боковой силы и от веса самолета, приходящегося на проектируемую стойку. Зададимся значением угла α=30⁰.

Максимальное значение изгибающего момента от боковой силы:

.

Получаем М=26040 Н*м.

Реакцию определим по формуле:

(Н).

В одной проушине будет действовать сила, растягивающая проушину:

,

а в другой – сила, сжимающая проушину:

.

Так как S₁ > S₂, то расчет будем вести по S₁, которая получается равной 220259 Н.

Теперь рассчитаем минимальное значение диаметра болта, работающего на срез от суммы сил реакции и веса:

, где

d – минимальный диаметр болта,

i – число плоскостей среза (2),

τ_ср – допускаемое напряжение среза, которое принимаем

равным 0,15σ_т = 165 МПа.

После расчетов получаем d=27 мм, примем 28 мм.

Рассчитываем проушину на смятие, определяем толщину проушины по формуле:

, где

а – толщина проушины,

μ – коэффициент, учитывающий степень подвижности соединения, примем его равным 0,2.

Получаем, а=28 мм.

Далее примем b/d=2, тогда b=56 мм. Определим значение y по формуле:

.

Получаем y=14 мм. Отношение y/x=1, поэтому x=14 мм.

Коэффициент концентрации напряжений рассчитаем по формуле:

,

В итоге k=0,174, что меньше единицы.

1.11. Описание усовершенствованной стойки шасси

Сочленение штока шасси с вилкой колеса самолета А-22 изначально выполнено с помощью сварного соединения. В свою очередь сварные соединения — наиболее распространенный и совершенный вид неразъемных соединений. Они образуются путем местного нагревания сопрягаемых участков свариваемых деталей до расплавленного (сварка плавлением) или до пластического состояния с последующим сдавливанием (контактная сварка). При этом используются силы межмолекулярного взаимодействия.

Достоинства сварных соединений:

• возможность получения изделий больших размеров;

• снижение массы по сравнению с литыми деталями до 30...50% и с клепаными — до 20% благодаря, в основном, уменьшению толщины стенок и припусков на механическую обработку, а также отсутствию ослабляющих отверстий и накладок как в заклепочном соединении;

• снижение стоимости изготовления сложных деталей в условиях единичного или мелкосерийного производства;

• малая трудоемкость, невысокая стоимость оборудования, возможность автоматизации;

• возможность достижения равнопрочности сварного изделия и свариваемых деталей.

Недостатки сварных соединений:

• возникновение при сварке дефектов швов, снижающих их прочность (особенно при переменном нагружении). На рис. 1.22 изображены дефекты швов:

• а) непровар шва;

• б) подрез шва;

• в) смещение деталей в стыке;

• г) шлаковые 2 и газовые 3 включения (последние устраняются механической обработкой поверхностной зоны шва);

• возникновение остаточных напряжений (вследствие локальных термических деформаций от неравномерного нагрева соединяемых деталей) снижает прочность и вызывает необходимость проведения старения;

• сложность проведения контроля ответственных сварных изделий;

• местное оплавление участков деталей вблизи шва вызывает изменение химической структуры металла.

Рис. 1.22. Дефекты сварных швов

Как уже отмечалось выше, в процессе эксплуатации самолета А-22 отмечалось частое появление трещин в конструкции носовой стойки шасси. Было установлено, что причиной появления трещин на штоке передней стойки шасси является усталостное разрушение сварного шва (рис. 1.23). Учитывая особенности сварных соединений, решено максимально исключить их из конструкции усовершенствованной опоры шасси самолета А-22, а вилку предлагается выполнить литьем.

Рис. 1.23. Место появления усталостных трещин

сварного соединения передней стойки шасси

Общий вид усовершенствованной стойки представлен на рис. 1.24, а. Крепление вилки 1 к штоку 9 (рис. 1.24, б) осуществляется посредством основной заглушки 7, уплотнительных колец 6 и 8, калибровочного стержня 5 и удерживающей прокладки 3. Через удерживающую прокладку проходит винт с со втулками буксировочного водила 2 и 4.

а б

Рис. 1.24. Усовершенствованная передняя стойка самолета А-22:

а – общий вид стойки; б – крепление вилки колеса к штоку.