Проектирование валов и осей

1. Максимальный вращающий момент Мв = 9830 Н * м;

Сила тяги винта F, растягивающая вал. Максимальное значение силы тяги при работе винта на старте определяют из выражения:

(3.2.3)

где Рдв – мощность двигателя, кВт;

ηв = 0.85 – КПД винта;

v = 540 км/ч – скорость полета самолета.

3. Вес винта G, который берем из технических данных ( m = 200 кг) и для учета сил инерции умножаем на коэффициент перегрузки силовой установки n1 = 6:

(3.2.4)

4. Центробежная сила неуравновешенных масс винта Fцб, которой обычно пренебрегают вследствие ее малости по сравнению с другими силами;

5. Гироскопический момент Мг, возникающий при эволюции самолета, когда изменяется направление оси вращения винта.

Для четырехлопастного винта

(3.2.5)

где J – момент инерции винта:

(3.2.6)

где m – масса винта;

r – радиус инерции, который определяем через наибольший радиус лопасти R = 1.94 м (из технических данных):

(3.2.7)

где коэффициент ε для дуралюминовых лопастей примем равным 0.4,

ω – угловая скорость вращения вала винта:

(3.2.8)

Ω – средняя угловая скорость вращения самолета в пространстве:

(3.2.9)

где nг – коэффициент перегрузки. Примем nг = 2;

V – скорость полета при эволюции. Примем V = 100 км/ч.

Определим суммарные изгибающие моменты:

Мизг Σ = │Мг +G * а │,

Мизг Σ = │3077+ 11760 * 0.194│= 5358 (Н * м).

Проверяем статическую прочность вала в опасном сечении.

Расчет на статическую прочность валов производят в целях предупреждения остаточной пластичной деформации в том случае, если вал работает с большими перегрузками (кратковременными).

Эквивалентные напряжения определяют по формуле:

(3.2.10)

где σизг – напряжение изгиба в опасном сечении:

(3.2.11)

σ т и τт -- пределы текучести материала при растяжении и кручении. Для стали 40ХН (нормализация) σ т = 460 МПа.

τкр – напряжение кручения в опасном сечении:

(3.2.12)

(3.2.13)