Весна 16 курс 3 ОрТОР / ДМ Курсач / ДМКурсовая2
.pdf
А 
43,883,8 8
|
А |
(2:1) Схемаупругоймуфты.5.Рис |
150 |
А-А |
60
11
|
69 |
Конструкциязакреплениямуфтынавалу.6.Рис |
30 |
48 |
|
15 |
|
(1:1) |
60 |
|
|
|
90 |
12
Решение
1.Определение величины момента |
|
Равновесие вала описывается уравнением |
|
+ |
+ + = 0, |
из которого определяется величина |
|
= + + |
= 1,25+2+0,75 = 4,0кН ∙м. |
Построение эпюр М(z) проводится по участкам: - крутящих моментов
0 ≤ ≤ + = 0,6м
|
|
|
= |
≤ |
= −1,25кН ∙м, |
|
|
|||||
|
= |
0 ≤ |
+ + = 0,85м |
|
|
|||||||
|
+ |
= −1,25+4,0 = 2.75кН∙ м, |
|
|||||||||
|
|
= |
0 ≤ |
≤ |
+ +3∙ = 1,35 |
|
|
|||||
|
|
+ |
= 2.75−2,0 = 0,75кН∙ м, |
|
||||||||
определение диаметров вала (из условия прочности) |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
16∙ |
|
: |
|
|
|
|
|
|
[ ] ≥ = W = π∙ |
|
|
|
|
|||||
|
= |
16∙ |
= |
|
16∙1,25∙10 |
= 0,0317м; |
|
|||||
|
|
∙[ ] |
|
|
∙200∙10 |
|
|
|||||
|
|
|
= 0,032м = 32мм; |
|
|
|
||||||
|
|
[ ] ≥ = W |
|
= π∙16∙∙(1_− |
); |
|
|
|||||
|
|
16 M2_max |
|
3 |
|
16 4 103 |
|
|
||||
D 3 |
π τ 1 a3 |
|
|
π 200 106 |
1 |
0.83 |
0,0593 |
м |
||||
|
|
|||||||||||
13
=0,060 м = 60мм;
=0,8∙60 = 48мм
|
|
= |
π∙ |
= |
π∙0,032 |
= 6,434∙10 |
м |
|
||
|
|
16 |
16 |
|
||||||
|
|
= |
π∙ |
|
= |
π∙0,032 |
= 1,03∙10 |
м |
|
|
|
∙ |
32 |
) |
32 |
|
|||||
= |
∙(1− |
= |
π∙0,06 |
∙(1− 0,8 ) |
= 4,24∙10 |
м |
||||
|
16 |
|
|
|
16 |
|||||
= ∙ |
∙(1− |
) = |
π∙0,06 |
∙(1− 0,8 ) = 7,51∙10 |
м |
|||||
|
|
32 |
|
|
|
|
32 |
|
|
|
2.Проверка прочности соединений |
|
|
|
|||
2.1.Шлицевое соединение (внутренний диаметр 32 ∙1,1≈36 мм, наружный |
||||||
диаметр 40 мм, 8 шлицов, ширина шлицов 7 мм): |
|
|
||||
окружная сила, действующая в соединении |
||||||
= 0,5∙ |
|
= |
1,25∙10 |
|
≈ 65,8кН, |
|
_ |
0,5∙ (40+36)∙10 |
|||||
условия прочности на смятие |
|
|
||||
[ |
]см = 400 МПа ≥ = |
∙ |
∙ ∙ , |
|||
из которого определяется минимальная длина соединения |
||||||
|
[ ]см |
≥ |
∙ ∙ ∙ [ ]см = |
|||
65,8 ∙10 |
|
≈ 8,57∙10 |
м ≈ 10 мм, |
|||
= 0,6∙8∙0,004∙400∙10 |
||||||
при этом запас прочности увеличится в 1,168 раза.
14
2.2. Соединение муфты с валом по типу 1 ([ |
|
]см = 300МПа, [ ]ср |
= |
||||||||||||||||||
200МПа) проверяется с учетом равенства толщин стенок вала и муфты в |
|||||||||||||||||||||
месте крепления по условиям прочности на: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
- смятие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где P3 T3 |
[ |
]см = 300МПа ≥ |
см = |
б ∙ |
|
− |
∙2, |
|
|
|
|
|
|||||||||
0.75 103 |
15,62кН - радиальная сила, действующая в |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
d |
0,048 |
σ см D d 2 300 106 |
0,024 2,17 10 |
|
м => M3 |
||||||||||||||||
соединении, откуда d6 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
P3 |
|
|
|
|
103 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||
- срез |
[ ] |
= 200МПа ≥ |
= 3∙ |
|
|
б2∙∙ |
|
|
/2, |
|
|
|
|
|
|||||||
откуда |
∙ |
|
|
− |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
σ см 3 π D d /2 |
|
3 300 106 3,14 0,006 |
1,35 10 |
|
м |
|
||||||||||||||
dб |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
2 P3 |
|
|
|
|
2 15,62 |
103 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||
3.Определение углов закручивания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
3.1. на участках вала по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
- участок АВ |
ab |
T2 |
a |
0,5 1,25 103 |
|
|
0,012рад, |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
G |
I1 |
|
|
8 1010 6,434 |
10 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- участок BC |
ab |
T1 |
b |
|
8 |
0,1 1,25 103 |
|
7 |
0,0021рад, |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
G |
I2 |
|
1010 |
7,51 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- участок CD |
ab |
T2 |
с |
|
8 |
0,25 4 103 |
|
7 |
0,017рад, |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
G |
I2 |
|
1010 |
7,51 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- участок DF |
ab |
T2 |
2 с |
0,5 0,75 103 |
|
|
0,0062рад, |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
G I |
2 |
|
8 1010 7,51 10 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
15
М2=4,0 |
|
М3=2,0 |
|
М1=1,25 |
c=0.25 |
М4=0,75 |
|
a+b=0,6 |
2c=0,5 |
|
|
M (z) |
4,0 |
|
|
*103 |
|
|
|
|
|
0,75 |
|
-1,25 |
|
|
y |
|
|
|
|
φ(z) |
7,5 |
10 |
|
*10-3 |
-10 |
|
y |
-12 |
|
||
|
Рис.7 |
-195 |
-192 |
Моменты иуглы закручивания |
16 |
||
3.2. на муфте при просадке пружин под действием крутящего момента
Определение размеров упругой муфты проводится по рекомендуемым соотношениям.
Диаметр расположения 6 пружин с заданными размерами (диаметр проволоки пр = 7мм, длинапружинывсвободномсостоянии = 56мм,
число витков n = 6)
пр = 2,1∙ = 2,1∙60 = 126мм
Средний радиус пружины
ср = 2,5∙ пр = 2,5∙6 = 15 мм
Длина предварительно сжатой пружины
= 0,98∙ = 0,98∙56 = 54,88 мм
При увеличении |
до 150 мм обеспечивается расстояние между |
ниж-ними точками витковпр |
пружины 7 мм, следовательно, принимается |
определенный конструктивно диаметр расположения 6 пружин
пр = 150мм.
Радиальная сила, восприинимаемая одной из 6 пружин
|
|
|
|
пр = |
3∙ |
пр = |
0,75∙10 |
|
|
|
|
|
|
3∙0,15 ≈ 1,67 кН |
|||||
Осадка пружины под действием радиальной силы |
|||||||||
= |
64∙ |
пр ∙ |
|
∙ |
= |
64∙1,67∙10 ∙0,015 ∙6 |
= 0,011 м = 11мм. |
||
|
∙ |
пр |
|
|
8∙10 ∙0.007 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
Длина пружины в сжатом состоянии
=− = 43,88 мм
Деформационный угол пружины составляет величину
17
∆ |
= − |
= 2∙ |
2∙ |
− 2∙ |
2∙ |
= |
|
|
|
2∙54,88 |
пр |
2∙43,88 |
пр |
|
|
= 2∙ |
− 2∙ |
= 0,205рад |
|||||
150 |
150 |
||||||
Максимально допустимая осадка пружины |
|
|
|||||
|
= |
− ∙ пр = 54,88−6∙7 = 12,88мм, |
|
||||
Следовательно жесткого замыкания витков не происходит, и упругая |
|||||||
муфта работает в штатном режиме. |
|
|
|
||||
Суммарный угол закручивания вала |
|
|
|
||||
∑ = |
− 0,012+0,0021+0,017+0,0031− 0,205+0,0031 = |
||||||
|
|
|
0,0862рад. |
|
|
|
|
18
Задание 3
Воздушное судно в полете нагружено большим числом различных по физической природе и характеру действия сил: силами веса фюзеляжа, крыльев, отдельных агрегатов, топлива, пассажиров и грузов, аэродинамическими силами, реактивными и гироскопическими моментами двигателей, силами тяги, силами и моментами от органов управления, силами и моментами инерции и др. Часть нагрузок является распределенной по объему или поверхности конструкции воздушного судна (вес планера, топлива, аэродинамические и инерционные силы), другая часть является сосредоточенной (веса и силы инерции отдельных агрегатов и грузов, сила тяги). Одни нагрузки постоянны или медленно меняются во времени, другие - имеют динамический характер. Таким образом, реальная картина нагружения воздушного судна в эксплуатационных условиях крайне сложна и его конструкция испытывает практически все возможные виды деформации.
Прочность воздушного судна в целом и отдельных его узлов и деталей в значительной степени определяется прочностью на изгиб.
При проведении прочностных расчетов принято исходные силовые схемы по сравнению с реальным нагружением по возможности упрощать за счет замены распределенных сил сосредоточенными, реальных связей - условными.
Задание
Балка АВ нагружена в вертикальной плоскости yz так, как показано на рисунке 8. Балка склепана из стандартных прессованных профилей (рис.9) алюминиевого сплава , применяемых в авиастроении. Схема закрепления балки - 2.
19
|
z |
P1=qa |
M2=qa22 |
|
|
|
A |
4a |
6a |
B |
y |
|
R |
RB |
|||
|
A |
|
|
8,3 |
|
|
|
|
|
|
|
8.Рис |
|
|
|
|
|
|
Q(y) |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
эпюрыпоперечныхсилиизгибающих |
*qa |
5,85a |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
y |
|
-3,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СхеманагруженияизакрепленияM(y) |
|
|
|
|
|
|
*qa22 |
|
|
|
y |
балки |
|
|
|
||
моментов |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
-13,8 |
|
|
|
|
|
-14,8 |
|
|
|
20 |
|
-18,22 |
|
|
|
|