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>