- •Задание на курсовой проект
- •Студент Астахов м.И. Группа 020081/041
- •Содержание
- •Введение:
- •Классификация органов управления.
- •Основные требования, предъявляемые к органам управления вектором тяги:
- •Расчетная часть Перечень элементов оувт, подлежащих расчету
- •Определение момента на валу рм
- •Расчет элементов пневматических приводов
- •Расчёт размеров кинематических элементов пневматических приводов
- •Расчет силового цилиндра рулевой машинки (рм)
- •Расчет силового цилиндра штокового типа
- •Расчет тяги рулевого привода (рп)
- •Расчет узла соединения тяги с рычагом поворота газодинамического органа управления
- •Пороховой аккумулятор давления
- •Подбор подшипников для вращающихся деталей
Пороховой аккумулятор давления
Приводы, работающие на горячем газе от ПАД, используют, в основном, твердое топливо (ТТ). В качестве ТТ для рассчитываемого ПАДа используется медленногорящее баллиститное топливо.
Масса горячего газа, необходимая для работы всех РМ в течение заданного времени при использовании в качестве источника питания ПАД, рассчитывается следующим образом.
Секундно – массовый расход газа:
где: n – число Р.М.
- частота выброса газа Р.М.
- масса газа одного полного объёма Р.М., определяется из уравнения состояния идеального газа:
Где:
- газовая постоянная,
- температура газа,
- давление в Р.М.
- объём Р.М.
Определим секундно – массовый расход топлива:
Где: - коэффициент потерь, учитывающий неполноту сгорания топлива .
Масса топлива:
где: t – время работы РМ.
Длина топливной шашки:
где: u – скорость горения ТТ (в нашем случае выбираем ).
Площадь поперечного сечения цилиндрической шашки ТТ:
где: плотность топлива.
Диаметр шашки ТТ:
Диаметр камеры сгорания:
где: толщина бронировки заряда.
Диаметр ПАД:
Толщину стенки цилиндрической обечайки КС можно определить по зависимости:
где: - толщина стенки обечайки;
- коэффициент безопасности; f = 1,45;
- максимальное давление в КС;
- диаметр КС;
-предел прочности материала обечайки: алюминиевый сплав Д16 (дюралюминий):
Толщину обечайки примем равной 0,001 м.
Масса обечайки ПАД:
где: соответственно, плотности материалов обечайки, ТЗП, бронировки.
где: Δ – расстояние для воспламенителя и электровоспламенителя.
Масса днища:
При определении толщины стенки эллиптического дна камеры сгорания пользовались соотношением:
Масса ПАД определяется:
Подбор подшипников для вращающихся деталей
Для того чтобы снизить потери на трение, а также зафиксировать вал в осевом направлении, на него ставят подшипники. Это обусловлено тем, что они могут воспринимать как радиальные, так и умеренные осевые нагрузки, предъявляются менее высокие требования к соосности опор и жесткости валов, допускают перекосы за счет внутренних зазоров.
Рис. 5. Схема нагрузки подшипника
Первоначально необходимо определить эквивалентную нагрузку Рэ:
,
где: Rr и Rо = 0 – радиальная (Y = 0; X =1) и осевая нагрузки;
X и Y –коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;
V=1,2 – коэффициент вращения (вращается наружное кольцо);
Kσ = 1,3 – коэффициент безопасности;
KТ – температурный коэффициент (принимаем KТ =1 для стали ШХ1 при температуре до 100˚С)
,
где - сила сопротивления газов;
- управляющая сила;
Так как устанавливается два подшипника, то нагрузка между ними будет делиться поровну:
Выбор подшипников качения производят по рассчитанной нагрузке и расчетному ресурсу L в млн. оборотов по формуле:
где: р=3 для шарикоподшипников;
р=3.33 для роликоподшипников.
Выбираем шарикоподшипники:
Используя полученное расчетное значение динамической грузоподъемности, по справочнику или каталогу выбираем подшипник, при этом должно быть удовлетворено условие (С - динамическая грузоподъемность подшипника по каталогу).
Подбираем подшипник по статической грузоподъемности :
;
106<280;
Следовательно, выбираем подшипник 300 по ГОСТу 8338 -75 (подшипники шариковые радиальные однорядные средней серии диаметров 3).
Его параметры:
d=4- внутренний диаметр подшипника;
D=9мм- наружный диаметр подшипника;
h=11мм - высота подшипника;
m=0,054кг - масса подшипника.
Расчет оси на прочность
Проверочный расчет оси на прочность будем производить, исходя из условия геометрических размеров подобранного подшипника. Проверка оси на прочность осуществляется по эквивалентным напряжениям среза и изгиба.
Модель оси представляет балку консольного типа, схема которой представлена на схеме. Из схемы видно, что в опасном сечении балки возникают касательные напряжения (напряжения среза).
Принимаем, что ось изготовлена из легированной стали 40Х. Легированные стали применяются, если к детали предъявляются требования повышенной прочности, износостойкости и т.п. Как правило, эти стали подвергаются термической обработки. Легирующие элементы увеличивают механические свойства, прокатываемость и прокаливаемость сталей.
Сила, под действием которой возникают напряжения среза равна результирующей газодинамической силы и силы рулевых машинок.
Схема нагружения оси.
Результирующая газодинамической силы вычисляются по формуле:
Результирующая сила вычисляются по формуле:
Так как поворотное сопло держится на 2 осях, то нагрузка на них будет делиться поровну .
Нахождение диаметра оси:
Где:
Примем диаметр оси равный
В формулу для вычисления эквивалентных напряжений подставим выражения для напряжения среза и напряжения изгиба, тогда получим:
По результатам расчета видно, что ось с данным диаметром подходит по условиям прочности.