Проверочный расчет заднего вала винтовентилятора

4.2 Проверочный расчет заднего вала винтовентилятора

Составим расчетную схему. Валы представим как балки на двух опорах: шарнирно-неподвижной и шарнирно-подвижной (роликовый подшипник):

Определим реакции в опорах:

Основными нагрузками, действующими на вал редуктора, являются:

1. Максимальный вращающий момент ;

2.Сила тяги винта F, растягивающая вал. Максимальное значение силы тяги при работе винта на старте определяют из выражения:

где:  мощность двигателя, кВт;

 КПД винта;

 скорость полета самолета.

3. Вес винтовентилятора G , для учета сил инерции умножаем на коэффициент перегрузки силовой установки :

4. Центробежная сила неуравновешенных масс винта Fцб, которой обычно пренебрегают вследствие ее малости по сравнению с другими силами;

5. Гироскопический момент Мг, возникающий при эволюции самолета, когда изменяется направление оси вращения винта.

где:  – момент инерции винта;

 – угловая скорость вращения вала винта;

 – средняя угловая скорость вращения самолета в пространстве;

где: m – масса винта;

r – радиус инерции, который определяем через наибольший радиус лопасти ;

где: коэффициент ε для дуралюминовых лопастей примем ,

где: nг – коэффициент перегрузки. Примем nг = 2;

V – скорость полета при эволюции. Примем V = 70 м/с.

Составим уравнения равновесия моментов относительно точек А и В для заднего вала:

относительно точки А:

относительно точки B:

Определим суммарные изгибающие моменты на заднем валу:

Проверяем статическую прочность вала в опасном сечении.

Расчет на статическую прочность валов производят в целях предупреждения остаточной пластичной деформации в том случае, если вал работает с большими перегрузками (кратковременными).

Эквивалентные напряжения определяем по3-й теории прочности:

где:  напряжение изгиба в опасном сечении:

 напряжение кручения в опасном сечении:

 коэффициент запаса прочности. Примем ;

 предел текучести для стали 30ХГСА для переднего вала;

 предел текучести для стали 40ХН для заднего вала;

Допускаемое напряжение:

Расчет на выносливость проводят в форме проверки коэффициента запаса прочности по усталости. При совместном действии изгиба и кручения запас усталостной прочности определяют по формуле:

где:  коэффициент запаса по нормальным напряжениям (отсутствие кручения);

 коэффициент запаса по касательным напряжениям (отсутствие изгиба);

где:  и  пределы выносливости материала соответственно при изгибе и кручении с симметричным знакопеременным циклом. Для стали 40ХН:

коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений:  определяем из рекомендаций [4];

 амплитудные напряжения;

средние значения напряжений;

 суммарные коэффициенты, учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости при изгибе и кручении:

где:  коэффициент асимметрии цикла изменения нормальных напряжений. Для валов вращающихся не относительно векторов нагрузок ;

 для валов работающих при нереверсивной нагрузке

где:  коэффициенты абсолютных размеров поперечного сечения.

Для заднего ;

 коэффициент влияния шероховатости поверхности, при шлифовании

 коэффициент влияния упрочнения, вводимый для валов с поверхностным упрочнением ;

эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Для вала на котором иметься шлицы , а

 условие выполняется.

Похожие работы

Проектирование и исследование механизмов аллигаторных ножниц

Скачать

33446

13

16

... рассчитанными длинами звеньев вычерчен на листе №1 формата А1. 2.2 Построение графика силы сопротивления   Механическая характеристика, т.е. зависимость силы сопротивления от перемещения верхнего ножа аллигаторных ножниц строится по диаграмме усилия реза, представленной на рис.1б: сначала по заданной координате находится положение разрезаемого металла (точка К) и в масштабе вычерчивается его ...

Проектирование и исследование механизмов плунжерного насоса простого действия

Скачать

19286

12

8

... сателлитов 3.  Подбор чисел зубьев колес методом сомножителей: 1)  Передаточное отношение планетарного механизма: ; 2) Выражение дроби и представление ее в виде отношения произведения сомножителей: Необходимо выбрать один из возможных вариантов, удовлетворяющий всем условиям проектирования планетарных редукторов, а также наиболее подходящий по соображениям габаритности. 3) Проверка ...

Проектирование и исследование механизма крышкоделательной машины

Скачать

15368

3

18

... : Массы звеньев: Моменты инерции звеньев: После подстановки значений рассчитанных величин получим следующую формулу: 2.4.4 Расчет приведенных моментов сил На входное звено крышкоделательной машины при рабочем ходе действует сила полезного сопротивления P n.с.=500 H. Величину приведенного момента сил сопротивления определяем по формуле: Определим ...

Проектирование и исследование механизмов шагового транспортера автоматической линии

Скачать

29088

5

1

... При графическом изображении физических величин масштаб обозначается буквой  с индексом, указывающим, к какой величине он относится. 1. Проектирование основного механизма и определение закона движения 1.1 Проектирование механизма по заданным условиям Механизм шагового транспортера автоматической линии вычерчен в масштабе =50мм/м. Положения начального звена 1 при вращении вокруг центра О ...