Определение усилий в элементах узла.

Определение усилий в элементах узла.

Рассмотрим кинематику узла и определим усилия в точках соединения качалки с кронштейном и тягами.

Вариант №1: Створка шасси открыта.

Для определения силы , составим уравнение равновесия относительно точки 1:

Усилие в точке 1 определим, спроецировав силы , на оси X и Y. По заданию угол между направлением действия сил и осями X и Y равен . Тогда:

Результаты приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Уравновешивание детали.

 

Вариант №2: Створка шасси закрыта.

Для определения силы , составим уравнение равновесия относительно точки 1:

Усилие в точке 1 определим, спроецировав силы , на оси X и Y.

Результаты приведены на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 Уравновешивание детали.

 

 

Подшипники подбираем по наибольшим статическим разрушающим нагрузкам, возникающим в точках 1, 2 и 3 в разных положениях створки шасси. Наружный диаметр выбранного подшипника определяет внутренний диаметр и толщину проушины детали.

В точке 1 для обеспечения работоспособности проводки управления при действии непредвиденных нагрузок из плоскости детали устанавливаем два разнесенных подшипника.

Размеры выбранных подшипников сведем в таблицу:

Номер точки	Тип подшипн.	Статическая разрушающая нагрузка, Н	Расчетная нагрузка, Н		d, мм	D, мм	B, мм
			18542,1	1,025
				1,2
			29393,3	1,088

 

 

Выбор нормализованных деталей

 

 

По передаче усилий схема близка к ферменной. В то же время стенка исключает вероятность потери устойчивости стержнями. Отверстие в середине детали убирает «неработающий материал.» силы между тягами замыкаются наиболее коротким путем. Легко обеспечить достаточную жесткость детали.

 

Расчет зоны перехода проушины в тело.

Сечение работает на изгиб с растяжением, поэтому условие прочности запишется в виде:

где

Тогда получаем

 

 

Условие прочности

 

 

Расчет подкрепляющих балок

 

Пол кабины подкреплен поперечными балками. Поперечное сечение балки-двутавр, а шаг балок В качестве материла выбираем конструкционную сталь 30ХГСА. Метод изготовления – фрезерование.

Характеристики стали 30ХГСА: .

Рисунок 7.1- Схема подкрепления пола

 

Рассмотрим два случая нагружения пола.

1. На крейсерском режиме полета пол нагружен внутренним давлением Коэффициент безопасности

Определим погонную расчетную нагрузку, действующею на пол кабины:

Построим эпюры перерезывающий силы и изгибающего момента:

- реакции опор в т. А и В.

 

 

 

Рисунок 7.2- Эпюры .

 

1. При взлете и посадке принимается . Так как кронштейн своим основанием крепится болтами к балкам, подкрепляющим пол, то пол кабины нагружается реакциями опор кронштейна. Определим эти реакции:

 

 

Рисунок 7.3- Реакции опор кронштейна

 

-проекции силы на соответствующие оси ОX и ОY.

Составим уравнение равновесия на ось ОХ:

.

Составим уравнение равновесия на ось ОY:

.

Составим уравнение моментов относительно т.А:

Выполним проверку:

Построим эпюры перерезывающий силы и изгибающего момента:

- реакции опор в т. С и D.

 

Рисунок 7.4- Эпюры .

 

Подберем геометрические параметры балок.

 

Рисунок 7.5- Расчетное сечение балки.

Определение толщины стенки.

а) Определим толщину стенки исходя из условия ее работы на сдвиг:

 

сечение А-А:

сечение Б-Б:

сечение В-В:

б) определим по справочнику минимальную толщину материала при механической обработке:

.

 

Принимаем по условиям технологичности .

 

2. Определение толщины и ширины полки.

Подберем толщину и ширину полок исходя из условия прочности при изгибе по нормальным напряжениям:

.

где М -изгибающий момент, действующий в сечении;

-момент сопротивления изгибу двутавра;

- допускающее напряжение.

 

Ориентировочно принимаем .

 

 

Расчет кронштейна

Расчетные условия:

Материал АЛ-9, .

Разрушающие усилия на кронштейн:

Размер подшипника в проушине, мм:

.

Расчет для «уха»:

1. Определяем толщину проушины по условию заделки подшипника

,

где - ширина внешнего кольца подшипника

- припуск на заделку подшипника по ОСТ 1.03841-76

Принимаем .

2. Определяется ширина проушины из условия ее прочности на разрыв

,

где

3. Определяем минимальную ширину проушины при запрессовке подшипника

,

где принимаем

4. Находим ширину проушины

по ГОСТ 8032-84

5. Вычисляем напряжения в проушине

6. Рассчитаем избыток прочности

определим величину зазора

,

где - допустимый угол подшипника

зазор

 

Расчет для «вилки»:

1. Подбираем диаметр отверстия в проушине

,

2. Вычисляем толщину проушины из условия прочности соединения на смятие

,

где - число проушин ,

- коэффициент учитывающий подвижность соединения ,

по ГОСТ 8032-84

 

 

3. Вычисляем напряжение смятия

4. Рассчитываем избыток прочности

 

5. Зададимся шириной проушины

6. Вычислим размер

,

где

7. Определяем размер

,

где

8. Определяем отношение

9. Определяем коэффициент по графику

10. Проверяем выполнение условия прочности проушины на разрыв

выполняется

11. Вычислим избыток прочности

 

 

Подбор болтов.

Болты подбираем по эквивалентным нагрузкам и – эквивалентная нагрузка в узле A и В соответственно.

 

 

По ОСТ 1.31103 – 80 подбираем болты из стали 30ХГСА. Возьмём по 2 болта на каждом основании.

На верхнем и на нижнем основании, где n – количество болтов.

Берём болты диаметром 8 мм из стали 30ХГСА с

Коэффициент избытка прочности:

 

Выбор линии разъёма штампа.

При проектировании детали необходимо учитывать следующее:

· линия разъёма штампа должна лежать в одной плоскости или максимально к этому приближаться;

· расположение и форма линии разъёма штампа не должны препятствовать извлечению заготовки из полости штампа;

· правильно выбранная линия разъёма не должна усложнять конструкцию ковочного и обрезного штампов

· участки ломаной линии разъёма должны иметь углы наклона к горизонтальной плоскости не более ;

· целесообразно расположение детали в одном бойке штампа (матрице), так как в этом случае снижается стоимость штампа и повышается точность штамповки из-за отсутствия смещения половин штампа;

· в деталях с двусторонним выступами, ребрами или выемками линию разъёма штампа следует намечать посередине боковой поверхности наибольшего периметра детали, что облегчает контроль возможного смещения одной половины штампованной заготовки относительно другой. В этом случае глубина полостей штампа минимальна.

 

Руководствуясь данными требованиями, выбрали линию разъёма штампа (рис.11).

Рисунок 11 – Линия разъёма штампа.

 

По условию технологичности для алюминиевых сплавов . Радиусы закруглений 2R₁=4,5мм, R=2мм, R₂=2,5мм. Штамповочные уклоны 5º (Рис. 12).

Рисунок 12 – Вид сечения стержня

 

Определение усилий в элементах узла.

Рассмотрим кинематику узла и определим усилия в точках соединения качалки с кронштейном и тягами.

Вариант №1: Створка шасси открыта.

Для определения силы , составим уравнение равновесия относительно точки 1:

Усилие в точке 1 определим, спроецировав силы , на оси X и Y. По заданию угол между направлением действия сил и осями X и Y равен . Тогда:

Результаты приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 Уравновешивание детали.

 

Вариант №2: Створка шасси закрыта.

Для определения силы , составим уравнение равновесия относительно точки 1:

Усилие в точке 1 определим, спроецировав силы , на оси X и Y.

Результаты приведены на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 Уравновешивание детали.

 

 

Подшипники подбираем по наибольшим статическим разрушающим нагрузкам, возникающим в точках 1, 2 и 3 в разных положениях створки шасси. Наружный диаметр выбранного подшипника определяет внутренний диаметр и толщину проушины детали.

В точке 1 для обеспечения работоспособности проводки управления при действии непредвиденных нагрузок из плоскости детали устанавливаем два разнесенных подшипника.

Размеры выбранных подшипников сведем в таблицу:

Номер точки	Тип подшипн.	Статическая разрушающая нагрузка, Н	Расчетная нагрузка, Н		d, мм	D, мм	B, мм
			18542,1	1,025
				1,2
			29393,3	1,088