Дипломная работа: Расчет и проектирование зубчатых передач

Расчет основного вала винта ТВД

1)Проектировочный расчет:

Данный вал нагружается изгибающим, крутящим и гироскопическим моментами.

Влияние сжимающих и растягивающих сил мало и поэтому не учитывается. Расчет ведем по формуле:

d = ,

где М_кр = 9550* = 13179 Нм,

[] = 70*10⁶ ,

d = 113,8 мм.

Принимаем ближайший рекомендуемый: d_в = 80 мм.

2)Проверочный расчет:

Для расчета валов определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Расстояния между опорами вала назначаем по прототипу в долях от диаметра вала.

Но первоначально определяем усилия, действующие на вал:

1)максимальный вращающий момент;

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

F=,

где Р_дв – мощность двигателя, кВт; _в =- КПД винта; - скорость полета самолета (=);

3)вес винта G, который берем из технических данных и для учета сил инерции умножаем на коэффициент перегрузки силовой установки n₁₌ ;

4)центробежная сила неуравновешенных масс винта F_ц.б , которой обычно пренебрегают вследствие ее малости по сравнению с другими силами;

5)гироскопический момент М_г , возникающий при эволюциях самолета, когда изменяется направление оси вращения винта.

Для винтов с тремя и более лопастями максимальный гироскопический момент вычисляют по формуле:

М_{г max} = ,

где - угловая скорость вращения ротора в пространстве:

=

- средняя угловая скорость вращения самолета в пространстве. Здесь n₂ – коэффициент перегрузки (для пассажирских самолетов: n₂ = );

- скорость полета самолета при эволюции, , g=9,8 – ускорение свободного падения; - угол поворота винта, отсчитываемый от плоскости вращения самолета (изменяется от 0 до 180^о ); - угол между осями вращения винта и самолета.

При гироскопический момент имеет максимальное значение.

- момент инерции винта, может быть найден через массу и радиус инерции по формуле: =m*r² . Радиус инерции определяют через наибольший радиус лопасти: r=. Коэффициент для дюралюминиевых лопастей можно принять равным .

Находим эти значения: