Конструирование четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с одним цилиндром, работающего по схеме вращающегося цилиндра-клапана
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
3;(hш-2tш) - площадь среднего сечения шатуна(5.60)
Fcp=223.44+4(20-24)=0.000235 м2
Fmin=223.44+4(18-24)=0.000147 м2
Таблица 5.4 - Параметры сечения шатуна
Размер среднего сечения шатунаЗначенияhш min(0.500.55)Dгbш(1.21.4)h ш minhш (0.500.60)lшаш? tш(2.54.0)
hш min=0.536.50 =18 мм
bш =1.318=23.4 мм
hш =0.528=20 мм
аш? tш=4 мм
Определяем напряжение в минимальном сечении:
Максимальное напряжение от растяжения возникает в стержне шатуна при положении в верхней мертвой точке (в начале такта всасывания):
В сечении под верхней головкой:
Определяем запас усталости на прочность в стержне шатуна:
Для шатунов двигателей значения nx, ny не должны быть ниже 2.5. Условие выполняется.
Аналогично находим запас усталостной прочности в минимальном сечении.
Рекомендуемое условие n?x? n?y? n? выполняется.
3.3 Расчет кривошипной головки шатуна
Нижняя головка шатуна делается разборной.
Рисунок 5.15 - Эскиз нижней головки шатуна.
1-стержень шатуна
2-верхняя часть кривошипной головки шатуна
-нижняя часть кривошипной головки шатуна (крышка)
-вкладыши антифрикционные
-шатунные болты или шпильки
Основные размеры нижней головки шатуна выбираем из статистических данных:
dшш=(0.560.75)D=0.5663=36 мм - диаметр шатунной шейки
l2=(1.301.75)dшш=1.3636=49 мм - расстояние между осями шатунных болтов
B=(0.450.95)dшш=0.60.83=30 мм - длина нижней головки шатуна
hв=(0.030.05)dшш=0.0536=1.8 мм - толщина стенки вкладыша
?о=400=0.697 рад - угол от разъема до сопряжения головки со стержнем шатуна
hк= l2-( dшш+2 hв)=9 мм
Основные нагрузки действующие на кривошипную головку шатуна:
- силы инерции поступательно движущихся масс
центробежные силы инерции вращающихся частей
(5.67)
Мп=0.444 - масса поступательно движущихся деталей (из динамического расчета)
Мшк=0.21 кг - масса шатуна, отнесенная к кривошипу (из динамического расчета)
Для гарантированного нераскрытия стыка между крышкой и верхней частью кривошипной головки шатуна, болты затягивают с гарантированным усилием предварительной затяжки.
При расчете кривошипной головки будем принимать следующие допущения:
кривошипную головку шатуна считаем неразрезной (сплошная конструкция)
считаем, что при ?о кривошипная головка шатуна защемлена в нижней части стержня шатуна
слабым звеном в конструкции кривошипной головки шатуна считается крышка головки, и расчет кривошипной головки шатуна сводится к расчету крышки шатуна
Находим внутренние силовые факторы (момент и нормальную силу):
Принимаем, что сила и момент в сечении А-А распределяются между крышкой шатуна и подшипником нижней головки шатуна обратно пропорционально размерам их поперечного сечения.
Определяем силу и момент в крышке:
где, Fвт=hвВ=1.830=54 мм2 - площадь поперечного сечения вкладыша
Fкр=hкВ=9.130=273 мм2 - площадь поперечного сечения крышки.
Mомент инерции в сечении вкладыша:
Mомент инерции в сечении крышки
Определяем суммарное напряжение в опасном сечении крышки:
момент сопротивления сечения крышки
Для обеспечения прочности крышки кривошипной головки шатуна, полученное значение должно быть меньше допускаемых напряжений: =(150200) МПа. Условие выполняется.
5.3 Расчет коленчатого вала
Коленчатый вал двигателя имеет один кривошип.
Рисунок 5.16 - Эскиз коленчатого вала
Основные нагрузки, действующие на коленчатый вал:
1.Силы от давления продуктов сгорания, которые передаются от шатуна к шатунной шейке.
2.Силы от вращающихся частей коленчатого вала и присоединенных к нему элементов кривошипно-шатунного механизма, которые примыкают к коленчатому валу.
.Крутящий момент (момент полезного сопротивления двигателя)
В качестве расчетной схемы коленчатого вала принимается упрощенная схема из одного вырезанного кривошипа.
Для расчета вырезанного кривошипа выбирается наиболее нагруженный кривошип.
Расчет коленчатого вала является проверочным.
Основные размеры коленчатого вала выбираются из статистических данных.
Рисунок 5.17 - Основные размеры коленчатого вала
? - радиус сопряжения щеки с коренной шейкой
l - расстояние между серединами подшипников коренных шеек
dк.ш. - диаметр коренной шейки
?к.ш. - внутренний диаметр коренной шейки
dш.ш. - диаметр шатунной шейки
?ш.ш. - внутренний диаметр шатунной шейки
h - толщина щеки
r - радиус кривошипа
lш.ш. - длина шатунной шейки
lк.ш. - длина коренной шейки
Таблица 5.5 - Статистические данные для карбюраторных двигателей с однорядным расположением цилиндров.
ПараметрЗначениеdк.ш./D(0.650.80)dш.ш./D(0.60.0.70)lк.ш./ dк.шСредняя корен. шейка: (0.50.6)Крайняя корен. шейка: (0.750.84)lш.ш./ dш.ш(0.450.65)b/D (ширина щеки)(11.25)?/h(0.150.20)h/D0.2?к.ш./dк.ш-?ш.ш./dш.ш-
dк.ш=41 мм
dш.ш=36 мм
Средняя коренная шейка: lк.ш.с=0.541=21 мм
Крайняя коренная шейка: lк.ш.к=0.841=33мм
lш.ш=0.4536=17 мм
h=0.263=13 мм
b=163=63 мм
l=( lк.ш+ lш.ш+2h)=(33+17+213)=76 мм
?=0.1713=2 мм
В связи с тем, что основные элементы коленчатого вала при работе ?/p>