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