Проектирование систем двигателей внутреннего сгорания — страница 8

  • Просмотров 1424
  • Скачиваний 9
  • Размер файла 1319
    Кб

4.1.3. Расчет поршневого пальца Материал – сталь 12 ХНЗА, HRC = 56...62 Размеры пальца: Наружный диаметр: dн = 40 мм; Внутренний диаметр: dв = 24 мм; Длина пальца: Lп = 90 мм; Длина поршневой головки шатуна: Lпг = 37 мм; Расстояние между торцами бобышек: Lбп = 43 мм. Сила инерции, действующая на поршневой палец: Сила давления газов, действующая на поршневой палец: Расчетная сила, действующая на поршневой палец: где k = 0,72 – коэффициент зависящий от массы

пальца (0,68...0,8). Удельное давление на втулку поршневой головки шатуна: Удельное давление на бабышки поршня: Допускается Рб = 15...50 МПа. Напряжение в среднем сечении пальца при его изгибе: где γ = 0,6 = db / dп = 24 / 40 =0,6 Касательные напряжения в сечениях между бабышками и головкой шатуна при срезе: Максимальная диаметральная деформация пальца при овализации: где К – поправочный коэффициент. Е = 2,2·105 – модуль упругости материала пальца

(сталь). Напряжения от деформации пальца: Точка 1. Точка 2. Точка 3. Точка 4. На основании полученных значений напряжений строим их эпюру. Рис. 7. Эпюра напряжений при овализации пальца: а) на внутренней поверхности; б) на внешней. Монтажный зазор между пальцем и бобышками поршня: где апп = 11·10-6 1/ ºС, ап = 22·10-6 1/ ºС. ∆tпп = 105 ºС, ∆tп = 125 ºС принимаем равной 0,04 мм Для облегчения сборки пальца с поршнем, последний следует прогревать. 4.2. Расчет

деталей шатунной группы 4.2.1. Расчет шатуна Исходные данные: Максимальное давление сгорания: Рzmax = 6,57 МПа; на режиме n = 1700 мин-1, при φз = 370 º ПКВ. Масса поршневой группы: mпг = 2,544 кг; Масса шатунной группы: mш = 2,7 кг; Максимальная частота вращения холостого хода: nххmax = 1850 мин-1; Ход поршня: S = 125 мм; Длина поршневой головки: Lпг = 37 мм; Диаметр шатунной шейки: dшш = 68 мм; Длина кривошип. головки: Lкг = 40 мм; Высота двутаврового сечения в центре масс

шатуна: hш = 36 мм; Ширина двутаврового сечения в центре масс: bш = 24 мм. Шатун изготовлен из углеродистой стали 40Х. Еш = 2,2·105 МПа; Ев = 1,15·105 МПа; ав = 18·10-6 1/ ºС; аг = 11·10-6 1/ ºС. Для стали 40Х выбираем: Предел прочности σв = 980 МПа; Предел усталости: при изгибе σ-1 = 350 МПа; при растяжении σ-1р = 300 МПа; предел текучести σт = 800 МПа; Коэффициент приведения цикла: при изгибе - аσ = 0,21; при растяжении аσ = 0,17. Расчет поршневой головки. Поршневая головка во

время процессов впуска и выпуска подвергается растяжению силами инерции РJ и сжатию силой РZ – PJпг (РJпг – сила инерции деталей поршневой группы). Рис.8. Расчетная схема шатуна. Для случая изгиба: Для случая растяжения-сжатия: Максимальное напряжение растяжения в сечении І – І: где где mвг = 0,075, mш = 0,075·2,7 = 0,203 кг. δгш = 7 мм. Среднее значение и амплитуда напряжения: то запас прочности определяем по пределу усталости: где (т.к. не имеется