Дизельный двигатель ЗМЗ-617 жидкостного охлаждения с разработкой системы топливоподачи
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
шейки;
lШШ = 30 мм - длина шатунной шейки;
R = 47 мм - радиус кривошипа.
.3.1 Расчет коренных шеек
Мmax_КШ =888 Нм - максимальный момент, действующий на эту шейку;
Мmin_КШ = - 305 Нм - минимальный момент, действующий на эту шейку.
Определение запаса прочности коренной шейки по касательным напряжениям.
Момент сопротивления кручению:
.
Максимальное и минимальное значения напряжения цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности по касательным напряжениям:
yt = 0,1 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при кручении;
b = 0,9 - коэффициент поверхностной чувствительности;
Кt/et = 2,5.
, [nt] = 2,5…3.
.3.2 Расчет шатунной шейки
Максимальный и минимальный крутящие моменты двигателя:
Мmax_ШШ = 1355,5 Нм - максимальный момент, действующий на эту шейку;
Мmin_ШШ = - 464 Нм - минимальный момент, действующий на эту шейку.
Определение запаса прочности шатунной шейки по касательным напряжениям.
Момент сопротивления кручению:
.
Максимальное и минимальное значения напряжения цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности по касательным напряжениям:
yt = 0,1 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при кручении;
b = 0,9 - коэффициент поверхностной чувствительности;
Кt/et = 2,5.
.
Определение запаса прочности по нормальным напряжениям.
Изгибающий момент, действующий в плоскости оси масляного отверстия:
-
момент действующий в плоскости, перпендикулярной плоскости кривошипа.
Максимальное и минимальное значения изгибающего момента:
;
,
где
;
.
Момент сопротивления изгибу:
.
Максимальное и минимальное напряжения цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности при изгибе:
s-1 = 460 МПа - предел выносливости при симметричном цикле нагружения при изгибе;
ys = 0,15 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе;
es = 0,8 - масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости при изгибе;
Кs = 2,5 - эффективный коэффициент концентрации напряжений.
.
Общий запас прочности равен:
.
5.3.3 Расчет щеки коленчатого вала
В современных автомобильных и тракторных двигателях коленчатые валы изготовляются с положительным перекрытием. Расчетную схему кривошипа (рис. 6.7) в этом случае представить как рамную конструкцию затруднительно, так как каждая щека не может быть представлена в виде стойки хотя и небольшой длины, что было возможно при e > 0.
Сталь 40ХН имеет механические характеристики:
sВ = 1000 МПа - предел прочности при растяжении;
s-1 = 460 МПа - предел выносливости при изгибе;
t-1 = 230 МПа - предел выносливости при кручении.
Исходные данные:
rПЕР = 2 мм - радиус галтели при переходе от шейки к щеке;
lкш = 34 мм - длина шатунной шейки вала;
bЩ = 70 мм - ширина щеки;
hЩ = 21 мм - толщина щеки.
Максимальный и минимальный изгибающие моменты в щеке равны:
;
;
,
где ;
.
Принимаем КR = 0, считая, что центробежная сила неуравновешенных масс кривошипа полностью уравновешивается инерцией противовесов.
Определяем размер перекрытия:
.
Найдем высоту h1 и осевой момент сопротивления WИ расчетного сечения:
;
.
Максимальное и минимальное нормальные напряжения знакопеременного цикла в расчетном сечении щеки равны:
; .
Среднее напряжение и амплитуда цикла:
;
.
Запас прочности при изгибе:
s-1 = 460 МПа - предел выносливости при симметричном цикле нагружения при изгибе;
ys = 0,15 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе;
es = 0,8 - коэффициент влияния абсолютных размеров сечения для чугунных валов при изгибе;
Кs = 2,5 - эффективный коэффициент концентрации напряжений;
b = 1,1 - коэффициент поверхностной чувствительности.
.
Момент сопротивления кручению шатунной шейки равен:
.
Максимальные и минимальные касательные напряжения знакопеременного цикла:
;
.
Среднее напряжение и амплитуда напряжений:
; .
Запас прочности щеки при кручении:
yt = 0,1 - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при кручении;
b = 0,9 - коэффициент поверхностной чувствительности;
Кt/et = 2,7.
.
Общий запас прочности равен:
.
6. РАСЧЕТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
6.1 Расчет системы смазки
.1.1 Масляный насос
Количество тепла, выделяемого при сгорании топлива в течение одной секунды.
240,14 кДж/c,
где = 42440 кДж/кг,
=20,37 кг/ч-часовой расход топлива (см. прил. 1).
= 7,2 кДж/с.
.1.2 Циркуляционный расход масла.
,
где -плотность масла ;
-средняя теплоемкость масла ;
-температура нагрева м