Крыло чертежи / Фюзеляж / 561479
.pdf
|
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ |
А |
|
Т с |
,(4.13) |
|
5 |
||
|
|
|
|
|
dср |
|
|
где: dср |
- средний диаметр трубы; - толщина стенки трубы. |
||
Уравнение критических напряжений местной потери устойчивости
М k EM ,(4.14)
d /
где: k - коэффициент устойчивости, принимаем согласно k 0.4 ; EM -
модуль упругости для случая местной потери устойчивости.
EM 
E Eоб , М k 
E Eоб d .
Уравнение критических напряжений общей потери устойчивости имеет
вид
об c 2 Eоб , (4.15)
L / i 2
где c - коэффициент защемления, принимается для случая шарнирного закрепления концов трубы, с 1; Eоб - модуль упругости для случая общей потери устойчивости; L 1.050 м - расстояние между опорами трубы; i -
радиус инерции поперечного сечения трубы.
Для тонкостенных труб i 0.35 d , тогда
об |
c 2 E |
об |
|
c 2 0.35 d 2 |
, |
L / i 2 |
|
L2 |
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оптимальность решения поставленной задачи заключается в том,
чтобы найти d и , удовлетворяющие условию одновременного
наступления всех трех возможных видов разрушения:
р А М об .
Для k 0.4 , c 1 совместное решение уравнений имеет вид
р 0.536 3
T5c L2 3
E 
E Eоб , (4.16)
В пределах упругости
рупр 0.536 3
T3c L2 3
E 2
За пределами упругости разрушения напряжения находятся по
формуле:
' |
|
1 |
|
|
(4.17) |
1 2 |
|
||||
р |
|
|
в |
|
где: в .
рупр
|
|
|
' |
2 |
|
Е |
Е |
|
р |
|
, |
|
|
||||
об |
|
упр |
|
||
|
|
р |
|
|
|
EM E p'
pупр
Диаметр трубы определяется из уравнения:
|
|
' |
|
|
d 0.909 L |
p |
(4.18) |
||
|
||||
|
|
Eоб |
||
Размещено на http://www.allbest.ru/
Толщину трубы можно определить из уравнения:
' d (4.19)
р
k EM
Определим интенсивность нагрузки:
3 T5c L2 3 3503 14,7 (Н/м2)1/3
1,052
Разрушающее напряжение для равноустойчивой трубы определяем из
уравнения:
рупр 0.536 14,7 3
(7,2 1010 )2 136,4 МПа
Разрушающие напряжения за пределами пропорциональности
определяем по уравнению:
|
в |
|
|
435 |
3,189 |
|
рупр |
136,4 |
|||||
|
|
|
||||
р' |
|
|
1 3,189 |
|
|
435 126,9 МПа |
||||||
1 3,189 3,189 |
2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Определяем Eоб |
|
и ЕМ : |
|
|||||||||
Еоб 7,2 10 |
|
|
|
|
|
6,23 10 |
МПа; |
|||||
|
|
|
10 |
|
126,9 2 |
|
|
4 |
||||
|
|
|
|
|
136,4 |
|
|
|
|
|||
EM 7,2 1010 |
|
126,9 |
6,689 104 |
МПа; |
||||||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
136,4 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
d 0.909 1.05 |
|
126,9 |
1010 0,431м; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6,23 10 |
|
||||
|
126,9 106 0,431 |
|
|
|
|
|
||||||
|
0,4 |
6,689 |
10 |
4 0,00204 м. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Размещено на http://www.allbest.ru/
Округляем полученную толщину до ближайшего большего
сортаментного значения и принимаем сорт 2 мм.
Разрушающие напряжения сортаментной трубы определяем из
уравнения:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(3503 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
рсортупр |
0.536 3 |
1,05 |
)2 3 |
7,2 1010 3 |
|
31,3 МПа |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
4 10 6 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
За пределами упругости разрушающие напряжения определяются из |
||||||||||||||||
уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
в |
|
435 |
|
|
' |
|
|
1 11,01 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
13,9 ; рсорт |
|
|
|
|
435 31,15 МПа |
||||||
|
упр |
39,5 |
1 11,01 |
2 |
|
|||||||||||
|
рсорт |
|
|
|
|
|
|
11,01 |
|
|
||||||
ЕМ и Еоб вычисляем из уравнений:
|
|
|
рсорт' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Еоб E |
|
|
|
3 |
7,2 |
10 |
10 |
|
39,21 |
3 |
7,25 |
10 |
4 |
МПа; |
||||||||||||||
( |
|
) |
|
|
( |
|
) |
|
|
|||||||||||||||||||
рсортупр |
|
|
39,5 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
рсорт' |
|
3 |
|
|
|
|
10 |
|
|
39,21 |
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||
E Е ( |
|
|
|
) |
|
7,2 10 |
( |
|
|
|
|
) |
|
|
7,29 10 |
|
МПа; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
M |
рсортупр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Находим диаметр трубы:
|
|
39,3 106 |
|
||
d 0.909 1.05 |
|
|
|
0,022м. |
|
7,25 |
10 |
||||
|
|
10 |
|||
Принимаем значение сортаментного диаметра принимаем dсорт 28 мм.
Производим проверку по разрушающим напряжениям местной потери устойчивости:
Размещено на http://www.allbest.ru/
М 0,4 7,29 1010 2082 ,86МПа 31.3МПа 0,028 / 0,002
Проверим из условия прочности трубу при работе на растяжение,
раннее полученные параметры еѐ:
р |
Т5р |
|
Т5р |
|
3503 |
19,9МПа 435МПа |
|
F |
d |
3,14 0,028 0,002 |
|||||
|
|
|
|
Следовательно, согласно отраслевой нормали выбираем регулируемую тягу управления 6371А-2-28-1-1800. Проектирование качалки управления
Усилие, которое действует на качалку со стороны тяги 3503 Н:
Определим силовую поворотную качалку, которая изготовлена из АК4
в 320 МПа. Определим длину втулки из условия работы еѐ на смятие под болтом, считая что втулка из БрОЦС4-4-2,5 в.вт 392 МПа:
ai |
|
|
T р |
|
|
|
T |
р |
, (4.20) |
||||
|
|
i |
|
|
i |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
d см.вт |
|
|
d 0.2 в.вт |
|
|
||||||
где ai |
- длина втулки i проушины; |
||||||||||||
d - диаметр болта, примем d 5мм . |
|||||||||||||
a21 |
|
|
|
3503 |
|
|
|
0,0089м 10мм ; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
10 3 |
0.2 392 106 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
a22 |
|
|
|
4042 |
|
|
|
0,0103м 10мм |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
10 3 |
0.2 392 106 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
Втулки располагаем с двух сторон: Втулка В 5/9х5 ГОСТ 24833-81. |
|||||||||||||
Вычислим |
|
приращение xi bi dвт из условия работы проушины на |
|||||||||||
разрыв:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ |
|
|||||||||
xi |
|
|
|
T р |
(4.21) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 ai |
k в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
T р |
|
|
|
|
|
|
|
3503 |
|
|
0,0061м |
|
|
|||
x21 |
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
a |
k |
|
|
|
2 |
0,01 0,9 |
|
6 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
в |
|
|
320 10 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
T р |
|
|
|
|
|
|
|
4042 |
|
|
0,007 м |
|
|
|||
x22 |
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
a k |
|
|
|
2 0,01 0,9 |
|
6 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
в |
|
|
|
320 10 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где: k - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжения. |
|||||||||||||||||||||
Из |
|
|
условия |
|
|
технологичности минимальное |
значение приращения |
||||||||||||||
xi bi dвт , |
для алюминиевых |
сплавов |
4 мм. |
Но, |
учитывая также |
||||||||||||||||
конструкцию тяги, |
|
|
принимаем |
xi |
8.5мм . |
Следовательно, |
ширина проушин |
||||||||||||||
для двух случаев составит: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
b 2 xi dвт 2 7 5 19 мм
Ширину проушины принимаем 20 мм.
Рычаги качалок коромыслового типа обычно выполняют двутаврового сечения с тонкой стенкой. Рычаг качалки от вилки до ступицы работает на изгиб. Нагрузки на рычаги незначительны, поэтому их сечение определяется не из условия прочности, а из соображений жесткости и технологичности.
Для повышения жесткости рассчитываемую угловую качалку сделаем замкнутой треугольной формы. При проектировании такой качалки обеспечим пересечение осей всех проушин в центре ступицы и расположение центров тяжести сечений ребер на этих осях. В данном случае схема будет чисто ферменная. Будем считать, что в сечении ребра качалки имеют тавровое сечение рисунок 4.7. Для стыковки проушины с ребрами качалок задаемся b 12 мм, а также из-за небольших усилий задаемся толщиной ребра h1 2,5 мм. Далее проверим самое нагруженное ребро (2-3) на три следующее условия:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 4.3– Представление профиля в виде отдельных пластин
A N2 3 |
. (4.22) |
|
|
||
|
F |
|
|
|
|
A |
|
|
3825 |
|
4,11МПа 320МПа . |
|
|
|
|
||
|
4 19 7)10 |
6 |
|||
(14 |
|
||||
Уравнения критических напряжений местной потери устойчивости в двух случаях
М1
М2
0.9 k Eb b 212 h1
|
0.9 k E |
|||
|
h |
2 |
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
b |
|
||
|
|
1 |
|
|
|
|
0.9 0.46 7.2 1010 |
64920 МПа 320МПа ; |
||||||
|
0.014 0.004 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 0.007 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0.9 0.46 7.2 1010 |
1468 МПа 320МПа . |
|||||||
|
|
0.019 |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0.004 |
|
|
|
|
|
|
где k - коэффициент устойчивости, будем считать, что пластина имеет одностороннюю заделку, тогда k 0.46 .
Согласно гибкости ребра качалки относительно осей х и у рисунок 4.7
соответственно равны:
L / ix 0.13
7.551 10 3 17.22 ;
L / iy 0.13
3.128 10 3 41.56.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Так как гибкость ребра качалки относительно оси у наибольшая, то и общую устойчивость ребро потеряет относительно оси у раньше.
Следовательно, расчет проводим для потери общей устойчивости относительно оси у.
Уравнение критических напряжений общей потери устойчивости имеет
вид
об |
|
с 2 |
iy |
2 E |
(4.23) |
|||
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
1 3.142 |
7.2 1010 |
411МПа 320МПа . |
|||
об |
|
41.56 |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Следовательно, три условия прочности и устойчивости выполняются.
Для остальных ребер качалки назначаем такие же размеры сечения.
Для обеспечения базы при возможных непредвиденных боковых нагрузках в ступице устанавливаются два разнесенных подшипника. При этом ширину ступицы принимаем 30 мм.
Определим равнодействующую всех сил, приложенных к ступице,
чтобы подобрать по усилию радиальный подшипник. Из рисунка 4.6 находим реакцию в ступице R :
R 
T21p2 T22p 2 2 T21p2 T22p 2 cos(68,080 )
R 
35032 40422 2 3503 4042 cos(68,080 ) 4247Н.
Тогда на каждый подшипник действует усилие Fr =2123 Н.
Эквивалентная нагрузка радиальный подшипник качения определяется по выражению:
P x V Fr K KT (4.24)
|
|
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ |
|
||
где Fr - радиальная нагрузка; |
|
||||||
V - |
коэффициент вращения, учитывающий какое кольцо вращается, |
||||||
т.к. принимаем что вращается внутреннее кольцо, то V 1; |
|
||||||
K |
- |
коэффициент безопасности, учитывающий режим работы |
|||||
(спокойная или ударная), принимаем K 1; |
|
||||||
KT - температурный коэффициент, при температурах до 125 C KT |
1; |
||||||
x - коэффициент радиальной нагрузки, согласно x 1. |
|
||||||
Следовательно P =2123 Н. |
|
||||||
Динамическую грузоподъемность определяем по формуле: |
|
||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
60 n L |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||||
С |
|
h |
|
|
|
P, (4.25) |
|
|
|
|
|
|
|||
a a 106 |
|
|
|
|
|
||
|
1 |
23 |
|
|
|
|
|
где n - частота вращения, принимаем n 20мин 1 ;
Lh - ресурс подшипника,;
а1 - коэффициент, учитывающий надежность подшипника, принимаем надежность 0.9 тогда а1 1;
a23 - коэффициент, учитывающий качество материала подшипника,
смазку и условия эксплуатации, принимаем обычные условия при изготовлении колец и тел качения из электрошлаковой стали, тогда a23 1.3 .
Следовательно С =3282 Н.
По динамической грузоподъемности подбираем радиальный однорядный шарикоподшипник. Данные подшипника приведены в таблице
4.12.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблица 4.12 – Данные подшипника
Условное обозначение подшипника |
d, мм |
D, мм |
B, мм |
C, Н |
|
|
|
|
|
202 |
15 |
35 |
11 |
7800 |
|
|
|
|
|
Определим внешний диаметр ступицы Dст из условия еѐ работы на срез
по формуле:
Dст D k HR , (4.26)
ст в
где D - внешний диаметр подшипника;
Hст - ширина ступицы;
k - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений, k 0.943.
Отсюда
Dст 0.035 |
4247 |
0.355 36мм |
0.943 0.035 320 106 |
4.2.5 Техническое описание силовых элементов системы управления Управление рулем высоты осуществляется от штурвальной колонки с
помощью жесткой проводки с поступательным движением тяг. Тяги выполнены в виде дюралевых анодированных и загрунтованных регулируемых по длине труб Ш28…40 мм. На самолете так же устанавливается система автоматического управления. С помощью механизма автопилота включенного в систему управления выполняется приводится в движение качалка и тяга. Также установлен бустерный механизм.