Проектирование проушины с подшипником качения или шарнирным подшипником

Схема соединения представлена на рис. 8.4.

Рис. 8.4

Важно помнить, что в соединениях типа «ухо-вилка» вращение подшипника происходит, как правило, с небольшими скоростями и на ограниченный угол. Поэтому подбор подшипников в таких узлах ведут по статическим разрушающим нагрузкам при качании. Эти нагрузки, а также геометрические параметры подшипника определяются по соответствующим каталогам [8, 9].

Исходными данными для расчета являются материал проушины, тип подшипника, нагрузка Р ^Р.

Порядок расчета.

1. Подбирается подшипник по статическим разрушающим нагрузкам при качании [8, 9]:

где n - число подшипников, воспринимающих силу Р ^Р. Выписываются его обозначение и размеры.

2. Вычисляется избыток прочности:

3. Определяется толщина δ проушины по условию заделки подшипника

δ = b _п + 2а,

здесь b_п - ширина внешнего кольца подшипника; а - припуск на заделку подшипника по ОСТ 1.03841-76. Для подшипников с внешним диаметром D _п = 20…30 мм принимается а = 0,2 мм, для подшипников диаметром D _п = 30…40 мм принимается а = 0,25 мм.

4. Определяется ширина b′ проушины из условия ее прочности на разрыв (8.1):

откуда

Здесь .

5. Определяется минимальная ширина проушины из условия прочности при запрессовке подшипника (см. парагр. 8.4, п. 9):

6. Находится ширина b проушины:

Найденное значение округляется до ближайшего большего в соответствии с ГОСТ 8032-84.

7. Вычисляется напряжение в проушине:

8. Рассчитывается избыток прочности

.

В соединениях «ухо-вилка» подшипник выгоднее устанавливать в среднюю проушину (ухо). В этом случае требуется лишь один подшипник и достигается минимальная трудоемкость сборки. Для соединений, допускающих перекос, это единственно возможный вариант конструкции (такими соединениями являются, например, узлы навески рулевых поверхностей).

Из условия недопустимости контакта проушин в подвижных узлах, а, следовательно, и повреждения их покрытий, торцевые поверхности проушин должны разделяться. Это достигается либо применением подшипников, внутреннее кольцо которых шире наружного (см. рис. 8.4), либо установкой в ушки вилки втулок буртиками внутрь (см. рис. 8.3,а, поз. 1). Величина зазора e (рис. 8.4) определяется допускаемым перекосом:

,

где φ - допустимый для подшипника или соединения угол перекоса.

С учетом штамповочного (литейного) уклона и радиуса сопряжения ушка вилки с основанием зазор е ₁ = 2…5 мм.

При конструировании узлов навески рулей и элеронов можно пользоваться стандартными вариантами конструкций [10, 11].

Ниже приводится список источников, использованных в главе 8 и полезных при конструировании соединений типа «ухо-вилка».

1. Шульженко М.Н. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 1971. 413 с.

2. Справочная книга по расчету самолета на прочность /М.Ф. Астахов, А.В. Караваев, С.Я. Макаров, Я.Я. Суздальцев. М.: Оборонгиз, 1954. 708 с.

3. ОСТ 1.11119-73. Втулки для запрессовки. Введ с 01.01.74.

4. ОСТ 1.11122-73. Втулки для запрессовки. Введ с01.01.74.

5. ОСТ 1.11124-73. Втулки с буртиком для запрессовки. Введ. С 01.01.74.

6. ОСТ 1.11127-73. Втулки с буртиком для запрессовки. Введ. с 01.01.74.

7. ОСТ 1.12805-77. Втулки. Введ с 01.07.78.

8. Зайцев А.М., Коросташевский Р.В. Авиационные подшипники качения. М.: Оборонгиз, 1963. 336 с.

9. Шариковые и роликовые подшипники. М.: Изд-во Госстандарта СССР, 1958.

10. ОСТ 1.12915-77. Соединения узлов навески руля направления, руля высоты, элеронов, элевонов, киля, стабилизатора, крыла. Конструкция и размеры. Введ. с 01.01.78.

11. ОСТ 1.13424-78 – ОСТ 1.13426-78. Соединения шарнирные. Конструкция и размеры. Введ. с 01.01.80.

12. ОСТ 1.03841-76. Заделка механическая шариковых и шарнирных подшипников. Типы, основные размеры и технические требования. Введ. с 01.07.77.

13. ОСТ 1.10969-73 – ОСТ 1.10972-73. Пресс-масленки. Введ. с 01.07.73.

Учебное издание