Конструкция и проектирование приводного вала

Приводной вал является опорой для органов управления и последним звеном в кинематической цепи передачи усилия от рулевой машинки. В данном ЛА использована схема, изображенная на рисунке 1.20. В данной схеме вал жестко связывает между собою консоли управляющих поверхностей и проходит через весь корпус ЛА.

Схема расположения приводного валаСхема расположения приводного вала

Рисунок 1.20 - Схема расположения приводного вала

Нагрузкой на приводной вал служат изгибающие , крутящие моменты и перерезывающая силаQ, передаваемые на него с органов управления. Расчетная схема приводного вала - двухопорная балка, нагруженная сосредоточенными силами,крутящим и изгибающим моментами, показана нарисунке 1.21.

Схема нагружения приводного валаСхема нагружения приводного вала

Рисунок 1.21 - Схема нагружения приводного вала

Нагрузки, действующие на приводной вал

Исходные данные:

-изгибающий момент;

- крутящий момент;

- перерезывающая сила;

-продольная сила, действующая вдоль штока;

- расстояние от точки приложения силы до ближайшей опоры;

- расстояние между опорами;

- расстояние от точки А до плоскости действия силы ;

- расстояние от точки В до плоскости действия силы .

- расстояние от оси вала до линии действия силы .

Определим реакции в опорахА и В:

Построение эпюры перерезывающих сил:

Участок I-I:

Участок II-II:

Участок III-III:

Участок IV-IV:

Построение эпюр изгибающих моментов, :

Участок I-I:

Участок II-II:

Участок III-III:

Участок IV-IV:

Построение эпюр изгибающих моментов, :

Участок I-I:

Участок II-II:

Участок III-III:

Участок IV-IV:

Построение эпюр изгибающих моментов, :

Участок I-I:

Участок II-II:

Участок III-III:

Участок IV-IV:

Эпюры приведены на рисунке 1.22.

Рисунок 1.22? Эпюры внутренних силовых факторов в приводном валу

Проектировочный расчет приводного вала

Конструктивная схема пустотелого приводного валаКонструктивная схема пустотелого приводного вала

Рисунок 1.23 - Конструктивная схема пустотелого приводного вала

В качестве материала конструкции вала выбираем Сталь 30ХГСА, обладающая следующими физико-механическими свойствами:

? модуль упругости;

? предел прочности.

Оптимальные размеры вала можно найти, используя следующую математическую модель:

Целевая функция:

- площадь сечения вала,

где

Ограничения:

где

- эквивалентное напряжение по IVтеории прочности;

- нормальные напряжения вала от изгибающего момента

- касательные напряжения от крутящего момента ;

-минимальный конструктивно-принятый внешний диаметр вала.

Решение приведенной математической модели выполнялось в среде Excel с помощью надстройки «поиск решения» (см. Приложение А). Полученные результаты оптимизации:

; ; ; ,

, , .

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >