Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
сы шатуна, расположенной над расчётным сечением.
Для многооборотных двигателей: максимальное напряжение сжатия:
минимальное напряжение растяжения
Где Fmin = 0,60510-3 м2 - площадь минимального сечения стержня шатуна, k = 1,2 - коэффициент, учитывающий влияние изгиба.
Амплитуда напряжений
Среднее напряжение
Запас прочности
Что является допустимым для форсированных дизелей средней быстроходности.
6.2.3 Расчёт крышки кривошипной головки шатуна
Крышка шатуна нагружается в ВМТ в начале такта впуска силой инерции поступательно-движущихся и вращающихся масс шатуна, расположенных над полостью разъема кривошипной головки.
При расчёте отъёмной крышки шатуна делают следующие допущения:
Стык между крышкой и шатуном не раскрывается, т.е. головка считается неразъёмной;
Сечение головки предполагается постоянным и равным среднему сечению крышки;
Средний диаметр головки считается равным расстоянию между шатунными болтами;
Распределение давлений от растягивающей силы принимается косинусоидальным;
Место заделки считается расположенным под углом ?0 = 400 к горизонтальной оси;
Вкладыши деформируются совместно с головкой.
- поступательно движущиеся массы.
- масса вращающейся части шатуна.
- масса крышки.
- длина среднего сечения крышки
- длина среднего сечения вкладыша
- толщина среднего сечения крышки
- толщина среднего сечения вкладыша
В качестве расчётного усилия Р принимают силы инерции всех движущихся масс, за исключением массы самой крышки
Напряжение изгиба в среднем сечении крышки
, Допускаемые напряжения изгиба -
где - момент инерции и площадь среднего сечения крышки; - момент инерции и площадь среднего сечения вкладыша;- момент сопротивления изгибу.
Для прямоугольного сечения:
Уменьшение диаметра кривошипной головки за счёт деформации во время работы
Для форсированных среднеоборотных двигателей
6.2.4 Расчёт шатунных болтов
Сила предварительной затяжки растягивает болт и сжимает соединяемые части шатуна. В результате воздействия силы инерции на крышку нижней головки шатуна на болты передается часть этой силы, вызывая дополнительное удлинение.
Материал болтов: сталь 40ХН2МА
Предел текучести
Предел усталости
Длина болта l = 85 мм
Число болтов I = 2
Внутренний диаметр резьбы
Средний диаметр резьбы
Коэффициент трения в резьбе
Нагрузка на шатунные болты (сила инерции):
Сила затяжки болта
Суммарная сила, действующая на болт
Суммарное напряжение, действующее на болт:
Скручивающая нагрузка, возникающая за счет трения в резьбе болта и гайки:
Касательное напряжение:
Запас прочности по пластическим деформациям:
, что допустимо.
В процессе работы резьбового соединения к постоянным напряжениям от затяжки добавляются переменные - от изменяющейся внешней нагрузки. Их амплитуда:
Запас усталостной прочности:
, что также допустимо.
6.3 Расчет элементов поршневой группы
.3.1 Расчет поршневого пальца
Рис. 35 - Силовая схема поршневого пальца
Материал - сталь 18Х2Н4МА
Расстояние между бобышками b = 50 мм
Опорная длина подшипника a = 48 мм
Длина пальца l = 110 мм
Внутренний диаметр пальца d = 22 мм
Диаметр пальца dп = 44 мм
Расчетная нагрузка - максимальное усилие, с которым палец прижимается к бобышкам:
При схеме нагружения, показанной на рисунке, максимальное напряжение изгиба посередине длины пальца равно
,
что допустимо для пальцев из легированной стали.
Напряжение среза в пальце:
Максимальная срезывающая сила действует на палец в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна. Максимальное касательное напряжение в этих сечениях:
, что также допустимо.
Напряжения от овализации поперечного сечения пальца определяются по формулам криволинейного бруса прямоугольного сечения.
Рис. 36 - Схема нагружения поршневого пальца
Рис. 37 - Эпюры нагружения от овализации
Рис. 38 - Расчётные точки (1-4) поршневого пальца
Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в горизонтальном сечении в точке 1 при ? = 0
Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в горизонтальном сечении в точке 2 при ? = 0
Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в вертикальном сечении в точке 3 при ? = 90
Напряжение на внешней поверхности поршневого пальца в вертикальном сечении в точке 4 при ? = 90
Где ;
Эти значения допустимы для форсированных двигателей.
Деформация (увеличение диаметра) пальца в средней части в направлении, перпендикулярном оси цилиндра:
Наибольшие удельные давления на поверхность пальца в шатуне и на бобышки поршня:
; , что можно считать допустимым для высокофорсированных дизелей.
6.3.2 Расчёт прочности поршневого кольца
На рабочем режиме кольцо находится в сжатом состоянии и испытывает напряжения изгиба, возникающие в результате действия сил давления от стенок цилиндра, которые направлены радиально к центру кольца. При этом наружные волокна кольца растянуты, а внутренние - сжаты. Рассматривая кольцо как криволинейный брус, лежащий в одной плоскости и нагруженный равномерно распределённой нагрузкой, определяе?/p>