Тепловой расчет двигателя Д-440 с разработкой гидрозапорной системы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В соответствии с предложенными пределами [1] принимаем: наружный диаметр пальца dп = 50 мм, внутренний диаметр пальца dв = 29 мм, длину пальца lп = 110 мм, длину втулки шатуна lш = 47 мм, расстояние между торцами бобышек b = 52 мм. Материал поршневого пальца - сталь 12ХНЗА, Е = 2,2*105 МПа. Палец плавающего типа.
.3.1 Расчетная сила, действующая на поршневой палец
а) газовая Рг.мах, МН
(3.22)
б) инерционная РJ, МН
(3.23)
где
в) расчетная Р, МН
(3.24)
.3.2 Удельное давление пальца qш, МПа на втулку поршневой головки шатуна
(3.25)
.3.3 Удельное давление пальца qе, МПа на бобышки
(3.26)
.3.4 Напряжение изгиба ?из, МПа в среднем сечении пальца
(3.27)
Где
.3.5 наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца ?dП.мах, мм при овализации
(3.28)
Рисунок 2 - Схема поршневого пальца
3.3.6 Напряжение овализации на внешней поверхности пальца , МПА в горизонтальной плоскости (точки 1, ? = 0 град)
(3.29)
в вертикальной плоскости , МПА (точки 3, ? = 90 град)
, (3.30)
3.3.7 Напряжение овализации , МПа, на внутренней поверхности пальца в горизонтальной плоскости ?i0, МПа, (точки 2, ? = 0 град)
, (3.31)
в вертикальной плоскости , МПА (точки 4, ? = 90 град)
, (3.32)
Рисунок 3 - Напряжения овализации
4. РАСЧЁТ ШАТУННОЙ ГРУППЫ
.1 Расчет поршневой головки шатуна
Из расчета рабочего цикла имеем:
максимальное давление сгорания РZ=7,75 Мпа на режиме n=nN=1750 об/мин при ?=3700;
массу поршневой группы mп =3,45 кг;
массу шатунной группы mш = 4,25 кг:
максимальное число оборотов холостого хода nххmax = 1837 об/мин:
ход поршня S=140 мм; площадь поршня Fn= 0,0136м2; ?=0,2б.
Из расчета поршневой группы имеем:
диаметр поршневого пальца dП = 50мм;
длину поршневой головки шатуна 1ш = 47мм;
наружный диаметр головки dr = 70 mm;
внутренний диаметр головки dв= 56 мм;
радиальная толщина стенки головки радиальная толщина стенки втулки
Материал шатуна - сталь 40X; EШ = 22*105 МН/.м2: ?г = 1 10-5 1/град.
Материал втулки - бронза; Ев = 1,15*105 МН/.м2: ?г = 1,8*10-5 1/град
4.2 По табл. 44 и 46 [2] для стали 40Х имеем:
а) предел прочности ?в = 980 МН/м2;
б) предел усталости (выносливости) при изгибе ?-1 = 420 МН /м2;
в) предел усталости при растяжении-сжатии ?-1р =ЗОО МН/м2:;
г) предел текучести ?Т = 800 МН /м2;
д) коэффициент приведения цикла при изгибе ?а = 0,23;
е) коэффициент привидения цикла при растяжении-сжатии, а? = 0,13.
Рисунок 4 - Схема поршневой головки шатуна
.3 По формулам (185)-(187) [2] имеем:
а) при изгибе ??
и (4.1)
и
б) при растяжении-сжатии ??
и (4.2)
.3 Расчет сечения I-I
4.3.1 Максимальное напряжение пульсирующего цикла ?max, МПа
(4.3)
где mвг = 0,08тш = 0.34 кг- масса части головки выше сечения I-I
4.3.2 Среднее напряжение и амплитуда напряжений ?mо, МПа
, (4.4)
(4.5)
где k? - эффективный коэффициент напряжений;
(4.6)
Так как головка не имеет резких переходов, то принимаем:
?м = 0,76 - масштабный коэффициент;
?П =0,7 - коэффициент поверхностной чувствительности;
.3.2 Запас прочности в сечении I-I определяется по пределу усталости ??
(4.7)
4.4 Напряжение от запрессованной втулки
4.4.1 Суммарный натяг ??
(4.8)
где ? = 0,04мм - натяг посадки бронзовой втулки;
t=1100С - средняя температура головки и втулки
4.4.2 Удельное давление на поверхности соприкосновения втулки с головкой р, МПа
(4.9)
где ?=0,3 - коэффициент Пуансона;
4.4.3 Напряжение от суммарного натяга на внешней поверхности головки ?а, МПа
(4.10)
.4.4 Напряжение от суммарного натяга на внутренней поверхности головки ?t, МПа
(4.11)
.5 Расчет сечения А-А на изгиб
4.5.1 Максимальная сила RJП, Н, растягивающая головку на режиме п=пN
(4.12)
.5.2 Нормальная сила NJO, Н и изгибающий момент МJO, Н*м в сечении 0-0
(4.13)
где ?шз = 1150 - угол заделки;
(4.14)
Н*м
, (4.15)
.5.3 Нормальная сила , Н и изгибающий момент , Н*м в расчетном сечении от растягивающей силы
(4.16)
, (4.17)
4.5.4 Напряжение на внешней головке от растягивающей силы ?OJ, МПа
(4.18)
Где
FГ = (70-56)47 = 658 мм2,
Fв = (56-50)47 = 282 мм2;
4.5.5 Суммарная сила, сжимающая головку , Н
, (4.19)
.5.6 Изгибающий момент , Н*м, в расчетном сечении отсжимающей силы
(4.20)
где
Nсж/Рсж = 0,0018 и Мсж0/Рсж*rср = 0,0006 определены по табл. 56 [2], а
- определены по табл. 57 [2].
4.5.7 Напряжение на внешней головке ?асс, МПа от сжимающей сил
, (4.21)
4.5.8 Максимальное ?мах, МПА и минимальное ?min, МПа напряжения асимметричного цикла
(4.22)
, (4.23)
.5.9 Среднее напряжение ?m, МПа и амплитуда напряжений ?а, МПа
(4.24)
(