Проектирование руля высоты самолета

3.1.4 Расчетные местные  напряжения изгиба  у оснований зубьев  шестерни и колеса.

3.2 Определение допускаемых напряжений изгиба в расчетных точках зубьев шестерни и колеса, работающих в условиях частого реверсирования. 

3.2.1 Определение предельных  напряжений изгиба  в зубьях шестерни  и колеса.

     -расчетное число циклов изменения напряжения

     Так как неравенство не выполняется принимаем:

    Предельные напряжения изгиба для двустороннего приложения нагрузки

   где:

3.2.2 Коэффициент, учитывающий  влияние шероховатости  переходной поверхности у основания зуба на изгибную прочность

3.2.3 Коэффициент, учитывающий  чувствительность  материала зубьев к концентрации напряжений и масштабный эффект.

     Так как неравенства выполняются, принимаем

3.2.4 Коэффициент безопасности  при расчете зубьев  на изгиб  

3.2.5 Допускаемые напряжения  изгиба в расчетных  точках зубьев  шестерни и колеса.

3.3 Проверка изгибной  прочности зубьев  шестерни и колеса

     Условия прочности удовлетворяются, зубья шестерни и колеса прочны при действии напряжений изгиба.

Эскиз зацепления шестерни и колеса построенный  по полученным данным показан на  рисунке 1.

Рисунок 1 – Эскиз зацепления шестерни и колеса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Проверочный расчет ведущей вал-шестерни редуктора.

    4.1 Исходные данные:

4.1.1 Частота вращения вала  - n = 300 об/мин.

4.1.2 Расчетный момент на валу – T= 674 Н мм

4.1.3 Циклограмма нагружения:                                                                                                                                                                                                    

4.1.4 Средний диаметр конического колеса

4.1.5 Угол при вершине делительного конуса 

4.1.6 Назначенный ресурс 

4.1.7 Материал вал-шестерни указан в. п. 1.1.

4.1.8 Подшипники роликовые радиально упорные  ГОСТ 273065-87

№ 7207А; d=35 мм;  D=72 мм; В=18,25мм; С= 48400 Н; С0=32500 H; е = 0,254

Рис. 2- Конструктивная схема вала 
 
 
 
 

4.2. Определение расчетных  нагрузок, действующих  в зубчатых зацеплениях.

Окружная  сила на коническом колесе:

Радиальная  сила на коническом колесе:

Осевая  сила на коническом колесе:

  Для роликовых  подшипников расстояние  между точкой пересечения  и опорным торцом наружного кольца.

Определение опорной реакции  :

Из  условия  определяем опорную реакцию ;

Определяем  опорную реакцию 

из  условия 

Суммарные радиальные нагрузки на подшипник:

4.3. Определение осевых реакций в опорах:

Для определения осевых реакций в опорах А и Б составим условие равновесия вала.

и условие правильной регулировки подшипников

Поскольку примем, что

Подставим это значение в  условие равенства  и решим его  относительно :

- Неравенство  не выполняется.  Следовательно, полученные значения осевых реакций не удовлетворяют условиям регулировки подшипника. опоры А.

Предположим, что точно отрегулирован  подшипник опоры  Б.

Тогда из условия равновесия

Проверяя  неравенство, находим, что оно выполняется:

Полученные  значения и удовлетворяют условию равновесия вала и условиям регулировки подшипников. Окончательно получим:

Изгибающий  момент в плоскости  XOY.

Изгибающий  момент в плоскости  XOZ.

Крутящий  момент:

Нормальная  сила:

По  эпюрам      выбираем расчетное сечение вала для проверки его на циклическую прочность.

  Таким сечением  является сечение   Б в котором действует максимальный изгибающий момент..

Момент  сопротивления при  изгибе.

Момент  сопротивления при  кручении.

Площадь поперечного сечения  вала

Расчетное напряжение

   Нормальные напряжения  изменяются по  симметричному циклу.

   Запас прочности по нормальным напряжениям

   Ограниченный предел  выносливости материала

  Число циклов нагружения

  Число циклов изменения нормальных напряжений

  Коэффициент снижения  предела выносливости.

   где:  ;

          - коэффициент учитывающий шероховатость поверхности

   При шероховатость  1,25 

    - так как вал не подвергается поверхностному упрочнению.

    - коэффициент чувствительности материала.. 

    Запас прочности  по нормальным  напряжениям.

    Касательная напряжений изменяется по симметричному циклу:

   Коэффициент ассиметрии  цикла:

   Ограниченный предел  выносливости материала  по касательным   напряжениям:

    где:

   Коэффициент снижения  предела выносливости:

    где:

  Запас прочности  по касательным  напряжениям

  Результирующий запас прочности

Условие прочности выполняется.