Учебное пособие 1241
.pdf
Для усиления стенок устанавливаются стойки или ребра жесткости с шагом
√ |
, |
(2.4) |
где – модуль упругости, |
|
; |
– временное сопротивление материала сдвигу ( |
|
). |
Выбранный шаг стоек не постоянен, но для |
||
предварительных расчетов можно принять |
|
. |
2.Последовательность выполнения работы
1.Вычертить схему нагружения шпангоута в соответствии с вариантом задания.
2.Определить в нескольких характерных сечениях (8–16
сечений) значения нагрузок , , |
и построить эпюры , |
,, используя типовые эпюры нагрузок рис. 2.2 и формулы
для нахождения |
, , . |
3.По условиям прочности определить площади сечений поясов, толщину стенки, шаг стоек. Выбрать профили поясов, стоек и толщину стенок по отраслевым стандартам.
4.Выполнить чертёж шпангоута с поясняющими сечениями.
5.Оформить отчёт и представить преподавателю.
6.Сделать вывод по результатам работы.
11
Рис. 2.2. Эпюры нагрузок |
, , |
по ободу шпангоута. |
|||
|
, |
|
, |
|
|
|
Варианты заданий |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Номер |
R, мм |
P0, дан |
H, мм |
||
варианта |
|||||
|
|
|
|
||
1 |
2200 |
39000 |
550 |
||
|
|
|
|
||
2 |
2000 |
37000 |
550 |
||
|
|
|
|
||
3 |
1900 |
34000 |
500 |
||
|
|
|
|
||
4 |
1900 |
36000 |
480 |
||
|
|
|
|
||
5 |
2000 |
38000 |
500 |
||
|
|
|
|
||
6 |
2300 |
41000 |
530 |
||
|
|
|
|
||
7 |
2100 |
38000 |
520 |
||
|
|
|
|
|
|
12
Лабораторная работа № 3
КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОВОДКИ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЁТОМ
Цель работы: конструирование элементов проводки управления рулём высоты.
Оборудование и принадлежности: образцы конструкций, техническое описание самолетов, микрокалькуляторы, справочники, ГОСТы, ОСТы.
1. Сведения из теории и методические рекомендации
Система управления – это комплекс механических, электрогидромеханических и автоматических устройств, обеспечивающих прямое и автоматическое пилотирование самолета. Упрощенная схема управления рулем высоты приведена на рисунке.
Принципиальная схема управления скоростным самолетом
При проектировании системы управления осуществляется прокладка трасс управления, размещение основных агрегатов и механизмов: загрузочного устройства (ЗМ), механизма
13
триммерного эффекта (МТЭ), гидроусилителя (ГУ) и т. д.; разработка конструкции узлов крепления качалок, тяг, тросов, роликов. В лабораторной работе предлагается разработать несложные узлы и элементы проводки управления.
По заданным геометрическим размерам и параметрам системы управления (табл. 3.1, 3.2) определяются расчетные нагрузки на элементы проводки управления, служащие
исходными данными для конструирования. |
|
|
|
||||
Нагрузку на |
ручку управления |
от |
действующего |
||||
расчётного шарнирного момента |
можно определить путём |
||||||
последовательного |
рассмотрения |
|
условий |
равновесия |
|||
элементов проводки |
относительно |
опорных |
шарниров |
||||
Так, из условия равновесия руля относительно |
|
||||||
находится усилие 1 |
: |
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
. |
(3.1) |
|
Усилие |
можно определить из условия равновесия |
||||||
относительно шарнира |
: |
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
. |
(3.2) |
Усилие |
на |
ручке управления в |
соответствии с |
||||
требованиями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
(3.3) |
где – коэффициент безопасности; |
|
|
|
|
|
||
; |
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициент эксплуатационной перегрузки;
;
– максимальное эксплуатационное усилие на ручке управления при ее отклонении на максимальный угол;
.
14
Используя принцип возможных перемещений из равенства работ
|
. |
|
|
Определяем коэффициент кинематической передачи и |
|
передаточное отношение : |
|
|
|
, |
(3.4) |
где |
– ход ручки; |
|
|
– угол отклонения ручки; |
|
|
– угол отклонения руля. |
|
Передаточное отношение современных самолётов составляет для элеронов и рулей высоты и
для рулей направления.
Для улучшения характеристик управления на некоторых самолётах рули отклоняются дифференциально (вниз на меньший угол, чем вверх). Дифференциальность обеспечивается установкой качалок, у которых ось не перпендикулярна оси тяги (см. рисунок, качалка 4-5- ). Степень дифференциальности можно определить отношением
|
|
|
, |
(3.5) |
где |
– линейные перемещения входной и выходной тяги; |
|||
|
– максимальный угол отклонения качалки. В первом |
|||
приближении |
. |
|
|
|
|
Усилия в опорных шарнирах |
узлов крепления ручки, |
||
качалок, механизмов определяются построением планов сил. От найденных усилий определяются напряжения в жестких тягах или тросах:
, |
(3.6) |
где – усилие в тяге;
–площадь поперечного сечения тяги;
–разрушающее напряжение разрыва;
15
– коэффициент, учитывающий ослабление сечения за счёт отверстий;
.
2.Последовательность выполнения работы
1.Для соответствующего варианта задания вычертить кинематическую схему управления в масштабе 1:10 или 1:25 в нейтральном и отклонённом положении.
2.Определить действующие усилия в тягах и на ручке управления.
3. Определить передаточное отношение |
и степень |
дифференциальности. |
|
4.Провести прочностные расчеты тяг управления.
5.Сконструировать одно из сочленений тяги и качалки, качалки и кронштейна с учётом технологии производства.
6.Выполнить чертёж в соответствии с существующими ГОСТами, ОСТами и нормалями.
7.Сделать вывод.
16
|
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Номер |
|
|
варианта |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
480 |
390 |
370 |
500 |
400 |
360 |
Hм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
410 |
320 |
250 |
400 |
300 |
200 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
32 |
20 |
35 |
30 |
25 |
, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
680 |
620 |
550 |
700 |
650 |
600 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
160 |
110 |
90 |
150 |
120 |
100 |
, мм |
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
110 |
130 |
80 |
100 |
120 |
, мм |
||
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
140 |
120 |
80 |
150 |
100 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
120 |
140 |
100 |
100 |
120 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
75 |
70 |
90 |
80 |
60 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
90 |
70 |
120 |
100 |
80 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
100 |
80 |
100 |
90 |
70 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
90 |
100 |
90 |
100 |
90 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3 Таблица заданий Варианты
|
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
Номер |
|
варианта |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
70 |
60 |
60 |
70 |
50 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
12 |
10 |
15 |
10 |
8 |
, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
40 |
25 |
40 |
45 |
30 |
, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
20 |
10 |
30 |
15 |
0 |
, град |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
4 |
7 |
5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
670 |
540 |
410 |
600 |
500 |
400 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2800 |
2300 |
1800 |
3000 |
2500 |
2000 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800 |
900 |
1100 |
800 |
1000 |
1200 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
1200 |
900 |
900 |
1000 |
800 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450 |
400 |
500 |
500 |
300 |
400 |
, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3 Таблица заданий Варианты
Лабораторная работа № 4
ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ БОЛТА УЗЛА НАВЕСКИ ЭЛЕРОНА
Цель работы: определить диаметр стыкового болта (выполненного из заданного материала) узла навески элерона пассажирского самолета.
Оборудование и принадлежности: образцы конструкций самолета, технические описания самолетов, чертежные принадлежности, микрокалькулятор.
1. Теоретические сведения и методические рекомендации
Предполагается навеска элеронов на крыло по двум узлам, выполненным согласно рис. 4.1.
Рис. 4.1. Узел навески элерона:
1 – ухо; 2 – шарнирный подшипник; 3 – стальные втулки; 4 – шарнирный болт; 5 – кронштейн; 6 – втулк;
– расстояние между проушинами
19
Необходимо определить диаметр болта 4 (см. рис. 4.1) Нагружение узлов навески элерона осуществляется
согласно схеме (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Схема нагружения узлов навески элерона. Кронштейн (ответный) крыла условно не показан
Здесь |
– суммарная аэродинамическая |
сила, |
|
действующая на элерон. |
|
|
|
Расчетная |
величина |
может быть определена по |
|
формуле |
|
|
|
|
|
, |
(4.1) |
где – коэффициент полной аэродинамической силы;
– скоростной напор;
;
–плотность воздуха на высоте полета;
–крейсерская скорость самолета;
–площадь элерона;
–коэффициент безопасности, принимается согласно
расчетному случаю (для расчетного случая А: |
. |
20