АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ. ЭСКИЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ АНАЛОГОВ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛИ
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
САМАРА 1994г
Государственный комитет Российской Федерации
по высшему образованию
Самарский государственный аэрокосмический
университет имени академика С.П.Королева
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛИ
ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Методические указания к лабораторной работе
Самара 1994
Составитель Г.А. Резниченко
УДК 629.7.02 (075)
Проектирование деталилетательного аппарата:
Метод. указания /Сост. Г.А. Резниченко;
Самар. аэрокосм. ун-т. Самара, 40с.
Изложен метод выполнения лабораторной работы по курсу конструкции и проектирования самолета. Приведены перечень нормативно-технической документации и справочной литературы, необходимой для выполнения задания, а также пример выполнения и оформления задания.
Предназначены для студентов 4 - го курса специальности 1301, изучающих курс конструкции и проектирование ЛА. Выполнены на кафедре конструкции и проектирования летательных аппаратов.
Печатаются по решению редакционно-издательского совета Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королева
Рецензент В.Н. Климов
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………………………………………….4
Занятие №1. Анализ задания. Эскизирование деталей-аналогов……………………..5
Пример отчета по занятию 1.....................................................................................8
Занятие№2. Уравновешивание детали. Подбор нормалей. Назначение расчетной
схемы и определение усилий в элементах детали…………………………………….12
Пример отчета по занятию 2……………………………………………………....14
Занятие №3 Определение прочных размеров детали с учетом технологических
факторов и ограничений...................................................................................................22
Пример отчета по занятию 3…………………………………………………….…24
Занятие №4 Выполнение чертежа детали……………………………………….….…..30
Пример отчета по занятию 4……………………………………………………….31
Библиографический список……………………………………………………………...31
Приложение.Задания к лабораторной работе……………………………………….. 35
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторно-практическая работа “Проектирование детали ЛА” логично продолжает цикл лабораторных работ по курсу “Основы устройства самолетов”.
Выполняя предлагаемую работу, студент перекидывает мостик от небольших частных конструкторских задач к первой самостоятельной полноценной работе, включающей в себя весь проектный цикл: техническое задание, схемная провязка, нагрузки, конструктивно-силовая схема, проектировочные расчеты, проработка технологии изготовления и, наконец, рабочий чертеж спроектированной детали.
Работа проводится в кабинете конструкций самолетов с использованием реальных образцов авиационной техники.
При выполнении работы студент приобретает навыки конструирования, проведения инженерного анализа выбора возможных конструктивных решений на основе оценки реальных образцов конструкции.
Студент учится применять теоретические знания в практической работе, пользоваться справочной литературой и стандартами, оформлять техническую документацию.
Лабораторно-практическая работа организационно строится в виде четырех отдельных занятий по 2 часа. При этом процесс конструирования детали условно разбивается на 4 этапа:
1.Анализ задания. Изучение деталей-аналогов.
2. Уравновешивание детали. Подбор нормалей. Выбор расчетной схемы. Определение усилий в элементах детали.
3.Определение прочных размеров детали с учетом технологических факторов и ограничений.
4.Выполнение чертежа детали.
Расчеты по каждому этапу оформляются в пояснительной записке в соответствии с требованиями к оформлению учебных текстовых документов.
В тексте записки должны быть приведены: обоснование конструктивно-силовой схемы (КСС), все расчеты, объяснения по выбору нормалей, технологические обоснования. Расчеты иллюстрируются эскизами.
Эскизы и рабочий чертёж детали выполняются на отдельных листах бумаги стандартного формата с соблюдением требований ЕСКД. Чертежи детали должны быть выполнены применительно к серийному производству. На поле чертежа должна быть дана информация, содержащая специальные требования, необходимые для изготовления и контроля данной детали.
ЗАНЯТИЕ №1
Анализ задания.
Эскизирование деталей-аналогов.
Содержание занятия:
1.1.Получение задания.
1.2.Анализ задания. Определение назначения детали и условий ее работы. Разработка требований к детали.
1.3.Инженерный анализ деталей-аналогов. Эскизирование деталей и их отдельных элементов.
Необходимые пояснения и рекомендации:
1.1.Библиотека заданий (см. приложение) содержит различные варианты кронштейнов навески руля, элерона, закрылка (зад. 1,2,3) и качалок управления (зад. 4,5). Причем в заданиях 1, 2, 3 может быть предложен к проектированию либо кронштейн со стороны крыла или стабилизатора, либо кронштейн со стороны руля, элерона, закрылка (например: задание 1 ст. - кронштейн стабилизатора,1 р. - кронштейн руля).
Исходные данные, необходимые для проектирования детали, формируются при проектировании узла, в который эта деталь входит. Эскиз, приведённый в задании, содержит информацию о функции детали, её взаимосвязи с другими деталями, габаритные ограничения (объём пространства, в котором может быть размещена деталь). Расчетные условия для детали приведены в таблице.
1.2. Получив задание, прежде всего определите назначение детали, условия ее работы, характер нагружения. Проанализируйте работу агрегатов, которые заданная деталь соединяет. Уяснив функциональные особенности и условия работы основных агрегатов, легко перейти к разработке требований к проектируемой детали.
Требования к детали определяет в общем виде совокупность ее свойств и диктуются назначением и условиями работы с учетом статистических данных по производству и эксплуатации аналогичных деталей.
Приступая к разработке конструкции детали, необходимо сформулировать как минимум функциональные требования, требование минимальной массы детали и производственно-технологические требования.
Выполнить эту работу Вам поможет проработка учебной и периодической литературы (I, 2, 3, 4).
1.3. Дополнить информацию об условиях работы детали может инженерный анализ деталей аналогичного назначения на агрегатах, представленных в кабинете конструкций самолетов.
Инженерный анализ детали предусматривает изучение опыта предшественников с целью использования в проектируемой детали как ранее разработанных и испытанных в эксплуатации элементов, так и апробированных подходов, и методик конструирования. Использование опыта предшественников позволяет решать частные задачи, возникающие при конструировании с минимальными затратами времени.
Выполнение этого этапа предусматривает решение следующих вопросов:
1.Назначение детали и условия ее работы.
2.Материал и способ изготовления.
3.Конструктивное оформление отдельных элементов детали (проушины, подошвы, тела детали и зон перехода).
4.Качественная оценка технологичности детали.
5.Возможный вариант расчетной схемы, используемый при конструировании детали.
6.Характеристика используемых нормалей.
Далее подберите 3 - 4 детали-аналога на агрегатах, установленных в кабинете конструкций самолетов, дайте по ним необходимые пояснения, отвечая на поставленные вопросы. Выполните эскизы деталей-аналогов.
ПРИМЕР ОТЧЁТА ПО ЗАНЯТИЮ №1
АНАЛИЗ ЗАДАНИЯ. ЭСКИЗИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ АНАЛОГОВ
1.1. Задание. Спроектировать качалку управления, выполнить рабочий чертеж (рис. 1.1.)
Рис.1.1. Задание на лабораторную работу
1.2. Анализ задания. Определение назначения детали и условий ее работы. Разработка требований к детали.
Необходимо спроектировать качалку проводки управления (рис.1.1.). Качалка подвешена в точке 1 к каркасу планера самолета. В точках 2 и 3 к качалке подводятся тяги управления. Направление действия сил совпадает с осями тяг.
Качалка предназначена:
- для изменения направления движения тяги;
- изменения величины усилия в тяге;
- поддержки тяг проводки управления.
Условия работы качалки:
- предположим, качалка установлена в негерметичном отсеке, доступ для осмотра затруднен;
- окружающая среда - воздух; температура эксплуатации от -60 до +50°С;
- ограничений отклонению качалки со стороны соседних деталей нет.
Сформулируем требования к проектируемой детали. Прежде всего, это требования, вытекающие из требований к проводке управления, частью которой является деталь:
- минимальное трение и люфты в сочленениях детали с тягами
и кронштейном подвески;
- исключение возможности заклинивания и заедания в сочленениях при максимальных перемещениях тяг и деформациях деталей каркаса.
Кроме этого к детали предъявим дополнительные требования:
- качалка должна иметь минимальную массу;
- достаточную прочность и жесткость;
- ресурс, равный ресурсу планера самолета;
- при производстве качалки должен использоваться техпроцесс, обеспечивающий серийное производство с минимальными затратами;
- должна быть обеспечена возможность установки детали без дополнительной подгонки при сборке проводки управления;
- при определении формы и сечений детали должны быть использованы апробированные ранее решения.
1.3. Для анализа рассмотрим качалки, приведенные на стенде "Детали управления" в кабинете конструкций самолетов, и качалку в проводке управления рулем высоты самолета МиГ-17.
Эскизы качалок, аналогичных проектируемой, приведены на рис.1.2.
Качалка I (рис.1.2,а) установлена в киле самолета МиГ - 17, служит для поддержки проводки управления и изменения направления тяги. Деталь выполнена из деформируемого алюминиевого сплава методом горячей штамповки.
К проушинам качалки в точках 2 и 3 крепятся тяги проводки управления. В этих местах в проушины запрессованы подшипники. Толщина детали между точками 2 и 3 определена шириной подшипника. В точке 1 деталь крепится к каркасу киля. Здесь она выполнена, в виде ступицы, в которую заделаны два разнесённых подшипника. Ступица, поддерживаемая боковыми ребрами, обеспечивает Устойчивое положение качалки при действии сил из плоскости детали.
Деталь технологична. Механической обработке подвергаются места под подшипники. Деталь может быть рассчитана как балка с прямоугольным поперечным сечением.
Рис. 1.2. Эскизы деталей-аналогов
Качалка 2 (рис. 1.2, с) отличается от рассмотренной выше своей формой в плане. При такой форме каждое плечо качалки будет работать как двутавровая балка. В теле качалки сделано отверстие облегчения.
Качалка 3 (рис. 1.2,в) существенно отличается от первых двух по своему исполнению. Она выполнена из литейного алюминиевого сплава литьём в кокиль. В месте соединения с тягами качалка выполнена в виде вилки, подшипники установлены только в ступице.
Оба плеча качалки работают как балка с малой строительной высотой. При этом одно плечо качалки выполнено в виде двутавра. Другое имеет трубчатое сечение. По сравнению с другими деталями у этой больше объём механической обработки.
ЗНЯТИЕ №2