6. Расчет качалки

6.1 Расчет геометрических параметров качалки

Отклонение элерона вниз увеличивает угол атаки крыла, и если полет происходит уже на достаточно больших углах, то большое отклонение элерона вниз может вывести данную половину крыла на закритические углы атаки и вызвать срыв с этой части крыла - самолет вместо того, чтобы выправить крен, начнет его увеличивать. С целью предупреждения такого явления применяют дифференциальное отклонение элеронов: вверх 25є и вниз 15є.

Для того, чтобы при отклонении ручки управления на одинаковые углы вправо и влево элерон отклонялся на разные углы можно применить дифференциальную качалку. Управление, при котором отклонение командного рычага на один и то же угол в разные стороны вызывает отклонение рулевой поверхности на неодинаковые углы, носит название дифференциального. Простейшим элементом дифференциального управления является двуплечий рычаг, к которому тяги подходят под разными углами. Как КТР был применен вид качалки изображенный на рис.6.1

Рис.6.1 КТР качалки элерона

Отклонение рычага вправо или влево на угол приводит к перемещениям тяги 1 на одинаковые расстояния в разные стороны () и тяги 2 на неодинаковые расстояния (). Величиныисвязаны с угламиии радиусом рычагаследующими зависимостями:

(6.1)(6.2)

Величина степени дифференциальности зависит лишь от углов и:

(6.3)

Зная геометрические параметры элерона и углы его отклонения, можем найти перемещения и, соответствующие последним:

; (6.4), (6.5)

где - максимальная строительная высота элерона,.

Подставляя данные значения в формулы (6.4) - (6.5), получаем:

;.

Находим величину дифференциальности качалки: .

Задав угол отклонения качалки , находим уголпо формуле (6.3), а из уравнения (6.1) находим радиус качалки. Материал качалки алюминиевый сплав Д16. Соединение качалки с тягами управления представляет собой ухо-вилку.

В тягах устанавливается шарнирный подшипник ШМ-5, с такими геометрическими параметрами: наружный диаметр D = 14 мм; внутренний диаметр d = 4 мм; ширина кольца В =6 мм (ГОСТ 8338-75). Геометрические параметры тяги были выбраны с учетом усилия на рычаг управления 200Н. Учитывая частотные характеристики и ссылаясь на РДК-43, были выбраны дюральалюминиевые тяги диаметром .

6.2 Расчет проушины в тягах управления

Проушина работает на разрыв в ослабленном сечении, смятие, срез. Соответствующие условия прочности имеют вид:

; (6.6)

; (6.7)

, (6.8)

где: - геометрический параметр проушины.

σ_в,σ_см, τ_ср- пределы прочности материала на разрыв, смятие, срез. Материал проушины алюминиевый сплав Д16 (МПа).

Из условия на срез крепежного элемента подбираем наружный диаметр d:

, (6.9)

где: МПа.

Выразим d:

мм

Конструктивно принимаем d=14 мм (по большему диаметру подшипника).

Из условия на смятие проушины определим :

мм. (6.10)

Принимаем = 4 мм, по подшипнику. Из условия на срез проушины рассчитываем расстояние а для обеспечения соосности.

(6.11)

Выразим из формулы 6.11 а:

мм

Из условия разрыва в ослабленном сечении найдем наружный диаметр проушины:

, (6.12)

где: n - коэффициент концентрации n=3.

Выразим D:

мм. (6.13)

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636 - 69 и по конструктивно - технологическим соображениям принимается D = 16 мм.

Условие соосности R > а выполняется.

Для полученных значений и D проверим выполнение условия разрыва в ослабленням сечении:

,

Так как условие разрыва в ослабленном сечении выполняется, то проушина с выбранными геометрическими параметрами выдержит необходимое усилие.

Определим диаметр оси d из условия прочности на срез по формуле

Принимаем диаметр оси равным 5 мм (ГОСТ 9650-80).

Так как соединение тяги с качалкой представляет собой ухо-вилка (вилка расположена в качалке, а - ухо в тяге).