Двигатель автомобильный
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ии Тк=(525...725)К, Тц =(445...465)К;
То =293 К - температура окружающей среды.
Материалом колец является специальный колечный чугун.
двигатель расчет цилиндр вал
3.6 Расчет деталей шатунной группы
. Расчет шатуна.
Верхняя головка шатуна.
Верхняя головка шатуна проверяется на разрыв в опасном диаметральном сечении I-I (рис. 2) от сил инерции поршневой группы и верхней половины головки. Расчетный режим - режим максимальной частоты вращения при холостом ходе.
Рис. 2 - К расчету деталей шатунной группы
Расчетная суммарная сила инерции в ВМТ в конце такта выпуска:
МПа,
где = 0,1* - конструктивная масса верхней головки шатуна, расположенной выше сечения I - I, кг/м2;
здесь - конструктивная масса шатуна, принятая в динамическом расчете, кг/м2.
Максимальное напряжение разрыва в сечении 1-1:
МПа,
где - площадь расчетного сечения 1-1, м2,
здесь dвг и dр - соответственно наружный диаметр верхней головки шатуна и диаметр расточки под втулку, м;
[sp] =50 МПа.
Размеры элементов шатунной группы
РазмерКарбюраторные двигатели, мdр0,028dвг0,043lвг0,026hвг0,005dвг0,002dшш0,059dвкл0,004Сб0,089lкр0,035hш0,03bш0,026аш=tш0,003hкр0,0073.7 Расчет стержня шатуна
Стержень шатуна проверяется в сечении II - II (рис. 3) на сжатие с учетом продольного изгиба под действием суммарных сил (газовых и инерционных) на режиме максимального крутящего момента.
МН,
где - давление газов в момент вспышки на режиме максимального крутящего момента, МПа;
- площадь днища поршня, м2;
- конструктивная масса возвратно-поступательно движущихся частей КШМ, принятая в динамическом расчете, кг/м2;
- радиус кривошипа, м;
- угловая скорость вращения коленчатого вала на режиме
максимального крутящего момента, рад/с;
- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, принятое в динамическом расчете.
Нормальное напряжение сжатия с учетом продольного изгиба в плоскости качания шатуна:
, МПа.
Здесь - коэффициент, учитывающий увеличение нормальных напряжений сжатия за счет продольного изгиба в плоскости качания шатуна;
.
=900 МПа предел упругости материала шатуна (Сталь 40Х);
Е = 2,1 105 МПа - модуль упругости материала шатуна;
- длина шатуна, м;
- момент инерции сечения II -II относительно оси х-х;
=4*10-8 м4;
- площадь сечения II - II.
=0,00024 м2.
Нормальное напряжение сжатия с учетом продольного изгиба в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна:
МПа.
Здесь - коэффициент, учитывающий увеличение нормальных напряжений за счет продольного изгиба в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна;
- осевой момент инерции сечения II - II относительно оси у-у.
=2,1*10-8 м4.
м.
[s] = 200 МПа - допускаемое напряжение сжатия для стали 40Х - материала шатуна.
3.8 Расчет крышки нижней головки шатуна
Материал крышки шатуна - Сталь 40Х.
Крышка проверяется в опасном среднем сечении III - III (рис. 3) на поперечный изгиб под действием суммарной силы инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс поршневой и шатунной групп. Расчетный режим: холостой ход с максимально допустимой угловой скоростью коленчатого вала.
Расчетная суммарная сила инерции:
МН,
где = 118,6 кг/м2 - конструктивная масс возвратно-поступательно движущихся деталей, принятая в динамическом расчете;
= 101,4 кг/м2 - конструктивная масса шатуна, отнесенная к кривошипу, принятая в динамическом расчете.
Расчетное напряжение поперечного изгиба:
МПа,
где - расстояние между осями шатунных болтов, м;
- момент сопротивления среднего сечения III - III нижней крышки, м3;
м3.
Здесь - ширина нижней крышки, м;
- радиальная толщина крышки (без учета ребер), м;
- площадь среднего сечения III - III нижней крышки с учетом толщины вкладыша, м.
м2.
Расчет шатунных болтов
Шатунные болты проверяются в опасном наименьшем сечении на разрыв с учетом усталостной прочности от действия суммарной нагрузки от сил инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс поршневой и шатунной групп и силы предварительной затяжки. Расчетный режим: холостой ход с максимально допустимой угловой скоростью вращения коленчатого вала. Диаметр резьбы шатунных болтов ориентировочно может быть принят на основании статистических данных:
мм, где D- диаметр цилиндра.
Полученное значение d скорректируем до ближайшего значения по ГОСТ.=12, резьба М12*1,25.
Усилие предварительной затяжки шатунного болта:
МН,
где - суммарная сила инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс поршневой и шатунной групп, определенная при расчете крышки нижней головки шатуна.
Расчетная максимальная сила, нагружающая шатунный болт:
МН,
где c=0,2 - коэффициент основной нагрузки резьбового соединения.
Максимальные, минимальные, средние напряжения и амплитуда цикла:
МПа.
МПа.
МПа.
МПа.
где f - площадь минимального сечения шатунного болта, м2.
После этого определяется, в какой области диаграммы усталостной прочности лежит данный цикл:
Если
запас прочности подсчитывается по пределу текучести:
.
.
.
Для материала шатунных болтов Сталь 40ХНМА:
=0,205 коэффициент приведения данного цикла к равно опасному симметричному;
=650 МПа предел усталости материала при симметричном цикле;
=1300 МПа предел текучести материала.
3.9 Расчет коленчатого вала
. Ра