Дизельный двигатель ЗМЗ-617 жидкостного охлаждения с разработкой системы топливоподачи

Дипломная работа - Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика

втулка. Натяг запрессовки DЗ = 0,04 мм. Втулка работает вместе с головкой и также воспринимает напряжения (усиливает поршневую головку). Кроме натяга запрессовки существует и температурный натяг за счёт разности коэффициентов линейного расширения.

aВ = 1,8 10-5 1/С - коэффициент линейного расширения втулки (бронза);

aШ = 1,0 10-5 1/С - коэффициент линейного расширения шатуна (сталь);

tВ = 120 С - рабочая температура втулки.

 

.

 

Суммарный натяг:

 

.

 

Сила инерции, действующая на поршневую головку шатуна: .

Сжимающая сила:

 

 

Удельная нагрузка на поршневую головку:

 

 

mШ = 0,3 - коэффициент Пуассона для шатуна (сталь);

mп = 0,3 - коэффициент Пуассона для втулки (бронза);

ЕШ = 2,1105 МПа - модуль упругости для шатуна (сталь);

 

 

 

Еп = 1,15105 МПа - модуль упругости для втулки (бронза).

Радиальное давление на поршневую головку от суммарного натяга:

Напряжение от суммарного натяга на внешней поверхности головки:

 

.

 

Напряжение от суммарного натяга на внутренней поверхности головки:

 

.

 

Соотношение податливостей тела шатуна и втулки:

lГ = 27 мм

 

 

площадь сечения поршневой головки;

 

 

площадь сечения втулки;

 

(1 - К) = 15% - доля напряжений, воспринимаемых втулкой.

Расчет поршневой головки на растяжение

Нормальная сила и изгибающий момент в сечении О - О:

 

;

 

Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от растягивающей силы:

 

;

;

;

 

Рис. 5.5. Распределение нагрузок на поршневую головку шатуна:

а) напряжения от растягивающей силы; б) напряжения от сил сжатия.

 

Напряжения от растягивающей силы на наружной поверхности поршневой головки:

 

;

 

Напряжения от растягивающей силы на внутренней поверхности поршневой головки:

 

;

.

 

Расчет поршневой головки на сжатие

Значения нормальной силы и изгибающего момента в сечении 0 - 0 определяются по номограммам в зависимости от угла заделки jЗ и силы сжатия РСЖ:

 

;

.

 

Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении:

 

;

;

;

;

 

Напряжения от сжимающей силы на наружной поверхности поршневой головки:

 

;

.

 

Напряжения от сжимающей силы на внутренней поверхности поршневой головки:

 

;

 

Расчет поршневой головки шатуна на усталость:

 

;

.

 

Амплитуда цикла нагружения:

 

;

 

Среднее напряжение цикла нагружения:

 

Запас прочности при изгибе:

s-1 = 420 МПа - предел выносливости материала симметричном цикле нагружения при изгибе;

ys = 0,15 -коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе;

b = 1,0 - коэффициент поверхностной чувствительности;

es = 0,75 - масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости при изгибе;

Кs = 1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений.

 

 

5.2.2 Расчет стержня шатуна

LШ = 166 мм - длина шатуна;

L1 = 103 мм - длина стержня шатуна;

hШ = 30 мм; bШ = 20 мм; аШ = 8 мм; tШ = 6 мм.

Площадь и моменты инерции расчетного сечения В - В:

 

;

;

.

 

Сила инерции, действующая на расчетное сечение стержня шатуна:

 

;

.

Сила, сжимающая стержень шатуна:

 

.

 

Нормальное напряжение в сечении плоскости качания:

sВ = 160 МПа.

 

;

,

[sX] = 160…250 МПа;

;

,

[sY] = 160…250 МПа.

 

Расчет стержня шатуна на усталость.

Минимальное напряжение цикла для обоих рассматриваемых плоскостей Х - Х и Y - Y:

 

 

Напряжения в плоскости качания относительно оси Х - Х:

 

 

амплитуда цикла нагружения;

 

 

среднее напряжение цикла нагружения.

Запас прочности при изгибе:

s-1 = 420 МПа - предел выносливости материала при симметричном цикле нагружения при изгибе;

ys = 0,15 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе;

b = 1,0 - коэффициент поверхностной чувствительности;

es = 0,75 - масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости при изгибе;

Кs = 1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений (т.к. стержень подвергают дробеструйной обработке (остаточные напряжения сжатия)).

 

, [ns] = 2,2…5,0.

 

Напряжения в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна:

 

 

- амплитуда цикла нагружения;

 

 

среднее напряжение цикла нагружения.

Запас прочности при изгибе:

s-1 = 420 МПа - предел выносливости материала при симметричном цикле нагружения при изгибе;

ys = 0,15 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе;

b = 1,0 - коэффициент поверхностной чувствительности;

es = 0,65 - масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости при изгибе;

Кs = 1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений.

 

, [ns] = 2,2…5,0.

 

5.2.3 Расчет кривошипной головки шатуна

Кривошипная головка шатуна часто рассчитывается не с?/p>