Подбор болтов

Произведем подбор болтов крепления кронштейна к стенке лонжерона.

Определим силу, действующую в точке 2, и разложим ее на две составляющие - срезающую (горизонтальную) и разрывающую (вертикальную) болт.

Рисунок 11

В точке 2 действует сила со стороны стержня 1-2.

.

Тогда:

.

.

Из требований компоновки в точке 2 кронштейн будет крепиться двумя болтами. Усилия, действующие на каждый болт, определятся:

.

.

Эквивалентная нагрузка на каждый болт:

.

По эквивалентной нагрузке подберем болт из условия ,

где - разрушающее усилие на разрыв болта.

Принимаем болт M5 из стали 45 с . Коэффициент избытка прочности:

.

Произведем аналогичные вычисления и для точки 3.

Рисунок 12

Срезающее и разрывающее усилия, действующие на болт:

.

Усилия, действующие на каждый болт, равны:

.

.

Эквивалентная нагрузка на каждый болт:

.

Принимаем болт M8 из стали 45 с . Коэффициент избытка прочности:

.

Расчет основания кронштейна

Рассчитаем основание кронштейна ("подошву"). Для обеспечения прилегания основания кронштейна к стенке лонжерона она обрабатывается механически. Чтобы снизить площадь такой обработки разместим две подошвы – верхнюю и нижнюю, для каждой пары болтов.

Рисунок 13

Основание рассчитывается на смятие и на изгиб из-за эксцентриситета c.

Условие прочности при смятии основания определится выражением:

, откуда ,

где -максимальное срезающее усилие, действующее на болт;

-диаметр болта;

-толщина основания кронштейна;

-допускаемое напряжение смятия материала, принимаем .

Для основания в условной точке 2:

, .

Принимаем .

Для основания в условной точке 3:

, .

Принимаем .

Проверим проушину по условию прочности на изгиб:

,

где -разрывающее усилие, действующее на болт;

W - момент сопротивления изгибу.

В данном случае . Принимаем [σ] = σ_р. Тогда:

,

Размер а проушины определится минимальным расстоянием от центра болта до края:

, [3, с 14].

,

, [3, с 24].

Для основания в условной точке 2:

.

Условие прочности не выполняется. Увеличим расстояние до края a, толщиу δ и эксцентриситет с.

a = 11 мм, δ = 6 мм, с =12 мм.

.

Коэффициент избытка прочности:

.

Для основания в условной точке 3:

.

Условие прочности не выполняется. Увеличим расстояние до края a, толщиу δ и эксцентриситет с.

a = 15 мм, δ = 8 мм, с =15 мм.

.

Коэффициент избытка прочности:

.

Расчет проушины кронштейна

Для расчета проушины необходимо выбрать способ крепления кронштейна на крыле к кронштейну на закрылке. Наиболее рациональным является соединение с помощью подшипника качения. При таком способе обеспечивается низкое трение, а соответственно, больший ресурс, отсутствие люфтов в соединении и т.д. Подберем подшипник по действующей нагрузке P^р = 30000 Н. Для соединения деталей авиационных механизмов управления рекомендуется применять сферические радиальные подшипники. Такие подшипники воспринимают значительную радиальную нагрузку, а также незначительную осевую нагрузку. Они также допускают незначительные перекосы одного кольца относительно другого, что очень важно для обеспечения работы органов управления при деформации поверхностей, на которых они установлены. Это уменьшает вероятность заклинивания и, в некоторой степени, помогает обеспечить соосность кронштейнов.

Таким образом, выбираем сферический радиальный подшипник 981700, [4] с разрушающей нагрузкой при качании .

Геометрические характеристики подшипника:

внутренний диаметр d = 10 мм;

наружный диаметр D = 37 мм;

ширина наружного кольца b = 12 мм;

ширина внутреннего кольца b₁ = 16 мм.

Коэффициент избытка прочности будет равен:

.

Рассчитаем толщину проушины из условия заделки подшипника:

,

где - ширина наружного кольца подшипника;

a - припуск на заделку подшипника по ОСТ 1.03841-76.

Принимаем а = 0,25·10^-3 м, [3, с 51].

.

Принимаем толщину проушины равной :

Определим наружный диаметр проушины из условия ее прочности на разрыв:

,

.

Определим наружный диаметр проушины из условия запрессовки подшипника:

,

где - минимальная ширина проушины по условию запрессовки подшипника.

Принимаем = 4·10^-3 м (по ОСТ1.03841-76).

Получим:

.

Принимаем наружный диаметр проушины d = max{ , } = мм.

Принимаем мм.

Вычислим напряжение в проушине:

Коэффициент избытка прочности будет равен:

Также на проушине необходимо предусмотреть штамповочный уклон.

Сечение проушины будет иметь вид:

Рисунок 14