Съемник самолётный колёс шасси

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Е. ЖУКОВСКОГО

"ХАИ"

Кафедра 202

"Съемник самолётный колёс шасси"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Харьков

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Расчёт винта

3. Расчет гайки

4. Расчёт рукоятки

5. Расчёт пяты скольжения

6. Расчёт корпуса

7. КПД механизма

Заключение

Список использованных источников

Введение

Цель этой работы состоит в том, чтобы спроектировать винтовой механизм авиационных устройств (съёмник). Назначение передач винт-гайка - преобразование вращательного движения в поступательное. Передачи обеспечивают большой выигрыш в силе, возможность получения медленного движения, большую несущую способность при малых габаритах, возможность достижения высокой точности перемещений, простоту конструкции и изготовлению, поэтому винтовые механизмы получили широкое распространение в авиационных устройствах и работах.

В числе механизмов аэродромного обслуживания применяются винтовые съемники, предназначенные для разборки узлов с деталями, собранными с натягом. Особенностью съёмника являются два или три присоединенных различным образом к корпусу съёмника захвата, наличие башмаков для упора в неподвижное звено и т.д. При ручном приводе для вращения винта и гайки используются рукоятки.

1. Исходные данные

Основные исходные данные:

·        Действующая сила P (Н): 125000;

·        Диаметр вала d (мм): 300;

·        Ход винта h (мм): 240;

Схема механизма представлена на рисунке 1.1

Рис 1.1

Так как механизм ответственный и испытывает большую нагрузку, то материалы винта назначаем из качественной стали, а для гайки - из бронзы.

Для винта: Сталь 65Г (s_в=1500 МПа s_т=1200 МПа);

Для гайки: БрАЖН 10-4-4 ГОСТ 493-79 (s_в=650 МПа);

2. Расчёт винта

Во всех случаях винт работает на сжатие (растяжение) и кручение.

Винты должны одновременно удовлетворять условию прочности при продольном изгибе и условию допускаемой гибкости:

;

;

Наиболее допускаемая гибкость для грузовых винтов . Задаёмся гибкостью и коэффициентом запаса - , S=2. Допускаемые напряжения для стальных винтов определяются по формуле:

;

Находим диаметр винта по критериям, определяющим работоспособность передачи винт-гайка, исходя из условий: прочности на сжатия с учётом устойчивости, допускаемой гибкости, износостойкости рабочих поверхностей витков резьбы.

а) Условие прочности на сжатия с учётом устойчивости.

;

Где:- коэффициент, учитывающий скручивание тела винта моментом в опасном сечении. Принимаем k=1.3;

j - коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения, j=0.54;

a - отношение внутреннего диаметра d₀ к внешнему d₁.

б) Условие по допускаемой гибкости.

где  - коэффициент приведённой длины винта, который равен 1;

 - коэффициент полноты сечения, 0.25;

 - свободная длина винта, ;

в) Износостойкость рабочих поверхностей витков резьбы.

Где:₂ - средний диаметр резьбы винта;

y_L=L/d₂ - коэффициент высоты гайки. Выбираем y_L=1.2;- высота гайки;

y_H1=H₁/P - коэффициент высоты резьбы (H₁ - высота профиля резьбы, Р - шаг резьбы). Для упорной резьбы y_H1=0.5;

[q] - допускаемое удельное давление. [q] =6 МПа;

По наибольшему диаметру подбираем резьбу:

Таблица 2.1 Параметры резьбы

  Наружный Внутренний

Средний

Наружный

Внутренний

Рис. 2.1 Резьба трапецеидальная

Проводим проверочные расчёты на условие самоторможения и на прочность в опасном сечении.

Расчёт на условие самоторможение.

Угол подъёма средней винтовой линии резьбы:

съемник самолетный колесо шасси

.

Где:- кол-во заходов резьбы (принимаем I=1);- шаг резьбы;₂ - средний диаметр резьбы.

Приведенный угол трения: ,

Условие самоторможения выполняется.

Дальше выполняем проверку винта на прочность в опасном сечении:

;

Условие прочности выполняется.

3. Расчет гайки

Гайки обычно изготавливаются из материалов, имеющих в паре со стальным винтом низкий коэффициент трения и хорошую износостойкость. К таким материалам относятся оловянистые и безоловянистые бронзы, латунь, металлокерамика и антифрикционный чугун.

Гайки выполняются в виде цилиндрических втулок, которые запрессовываются или ввинчиваются в подвижный или неподвижный корпус. В данном случае конструкцию гайки выбираем таким образом, чтобы распределение нагрузки по виткам резьбы было наиболее равномерным

Материал гайки: БрАЖН 10-4-4 ГОСТ 493-79 (s_в=650 МПа);

Рис.3.1 Конструкция гайки

При расчёте резьб гаек допускается, что осевое усилие распределяется по виткам равномерно, а угол подъёма витков настолько мал, что их можно рассматривать в виде плоских круговых колец. В гайке рассчитывают резьбу (на изгиб, срез и удельное давление), основные её размеры (H, D), а также отдельные элементы (посадка в корпус, упорный буртик , фиксирующие детали и др.).

Тело гайки подвергается кручению и сжатию. Наружный диаметр тела гайки  определяется из условия прочности:

где k - коэффициент, учитывающий скручивание тела гайки, k=1.3;

допускаемое напряжение сжатия или растяжения ;

Толщина стенки гайки по условию прочности оказалась малой, наружный диаметр гайки назначаем конструктивно:

;

Рассчитаем количество витков резьбы по формуле:

.

Длина резьбы равна:

.

Проводим проверку витков резьбы на прочность, так как материал гайки обладает более низкими механическими свойствами, чем материал винта. Виток резьбы гайки разворачиваем по наружному диаметру (D) и представим в виде консольной балки, несущей равномерно распределённую нагрузку, которую заменяем сосредоточенной силой F/z. Наибольшее напряжение среза и изгиба возникают в корневом сечении с длиной  и высотой витка . Исходя из условия прочности витка на срез:

,

,

,

а) Проверка на срез:

,

где  - ширина витка в корневом сечении резьбы.

б) Проверка на смятие:

.

где  - высота витка в среднем сечении.

в) Проверка на изгиб:

.

Все условия выполняются.

Размер заплечика  определяем из условия смятия материала гайки под действием силы P по уравнению:

,

где

Из конструкторских соображений принимаем D=5 мм.

Высоту заплечика  определяется из условия изгиба под действием нагрузки F, без учёта запрессовки и трения на поверхности гайки, по уравнению:

Соединение гайки с корпусом имеет следующий вид (рис.3.2).

Рис.3.2.

Гайку в корпус ставим по посадке с гарантированным натягом. Для уменьшения натяга гайку в корпусе фиксируем штифтом, который должен удерживать гайку от проворачивания при работе механизма. Если <, гайка в корпусе проворачиваться не будет, штифт нагрузки не испытывает. В противном случае штифт будет работать на срез.

 (мм)

Из конструкторских соображений принимаем d₀ =4 (мм)

Длину штифта выбираем конструктивно l = 12 (мм).

Принимаем Штифт 410 ГОСТ 3128-70.

Рис.4 - Соединение гайки с корпусом с помощью штифта

4. Расчёт рукоятки

Необходимо рассчитать длину и диаметр рукоятки, а также проверить ее на изгиб и на смятие.

а) Длина рукоятки  определяется из условия равенства движущего момента  моменту сопротивления в винтовой паре . Принимаем усилие рабочего равным Q = 100 (H), а материал рукоятки - Сталь 45 без термообработки:

;

В переносных винтовых механизмах чаще всего применяются перекидные рукоятки либо рукоятки с трещотками.

,

где Мп. - момент трения в подшипнике.

Рассчитываем момент трения в подпятнике М_П:

.

Рассчитываем момент рукоятки М_р:

M_p = M_п + M_вп = 250 +27125=27375

;

Принимаем

б) Диаметр рукоятки определяется из условия прочности на изгиб:

;

принимаем .

в) Проверяем рукоятку на смятие:

,

Все условия выполняются.

5. Расчёт пяты скольжения

Назначаем подшипник качения. Грузоподъемность стандартного упорного подшипника определяется по формуле:

,

где:

n - коэффициент запаса (n = 1.5);

,

Подшипник 8103 ГОСТ 7872-89

Внутренний диаметр подшипника d=25мм;

Внешний диаметр подшипника D=40мм;

Ширина подшипника B=15мм;

Вид пяты показан на рис.6.

Рис.6 - Схема пяты съемника шасси

Все остальные размеры пяты назначаем из конструктивных соображений.

6. Расчёт корпуса

Материал корпуса:

Сталь40x закалка в масле, отпуск ,

1.       Из расчета на изгиб определяем h,

, тогда ,

где , х=2 - количество захватов.

.       

.       

7. КПД механизма

Коэффициент полезного действия винтовой пары скольжения определяется по формуле:

При прямом ходе

КПД механизма определяем по формуле:

где  работа сил полезного сопротивления за один оборот;

 работа сил полезного сопротивления и трения в винтовой паре за один оборот;

 работа сил полезного сопротивления в подшипнике.

КПД механизма должен мало отличаться от КПД винтовой передачи.

Заключение

В ходе курсовой роботы мы приобрели первичные навыки конструкторской деятельности.

В данной курсовой работе представлен расчет винтового механизма самолётного съёмника. В ходе расчетов были определены параметры винтовой передачи, корпуса, подобраны стандартные детали. Определен КПД механизма, который равен 43 %

Список использованных источников

1. Муравьева А.М., Яковлев Ю.В. Методические указания к выполнению домашнего задания по винтовым устройствам: Харьков, Харьк. авиац. ин-т, 1981.

. Еофян А.С., Дорофеев В.Г. Проектирование винтовых механизмов авиационных устройств и роботов: Харьков, Харьк. авиац. ин-т, 1989.

. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. М.: Машиностроение, 1979. Т.1