Конструирование четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с одним цилиндром, работающего по схеме вращающегося цилиндра-клапана

дипломная работа

5.2 Расчет на прочность деталей шатунной группы.

Рис. 5.11 - Эскиз шатуна

1 - поршневая головка шатуна

4 - кривошипная головка шатуна

5 - крышка кривошипной головки шатуна

3 - стержень шатуна

6 - болты

7 - втулка вкладыш (два вкладыша)

цз - угол сопряжения стержня шатуна с головкой (угол защемления)

Расчет поршневой головки шатуна.

Таблица 5.3 Основные размеры

Параметр

значение

Dг/dп

1.25?1.65

hг/dп

0.16?0.24

hв/dп

0.075?0.085

Принимаем следующие основные размеры:

Dг=34 мм; hг=4 мм; hв=1.6 мм; d= Dг -2 hг =26 мм; цз=1300 ; Lш=112 мм (см. динамический расчёт)

lш =a=28(длина поршневой головки шатуна)

- наименьшая толщина верхней головки

- наименьшая толщина втулки

а) Определение напряжений, действующих на поршневую головку шатуна.

Основные нагрузки, которые учитываются при расчете поршневой головки шатуна:

1. Силы инерции от массы поршневой группы.

2. Сила от давления продуктов сгорания.

сила растягивающая верхнюю головку шатуна:

сила сжатия:

Помимо указанных сил при расчете верхней головки шатуна необходимо учитывать контактные давления между стенками головки шатуна и запрессованной втулки.

Выберем плавающий поршневой палец, в этом случае суммарный натяг между втулкой и головкой шатуна состоит из двух частей:

Рис. 5.12 Расчётная схема нагружения верхней головки шатуна

?У=?+?т - суммарный натяг

?=0.04 мм - натяг при запрессовке бронзовой втулки температурный (дополнительный) натяг, который возникает при работе двигателя за счет прогрева верхней головки шатуна:

?т=d·?T·(бвш)(5.41)

?T=(373?393) К=390 К - температура подогрева головки и втулки при работе двигателя

бвш - коэффициенты линейного расширения материалов втулки и шатуна

бв=1.8·10-5 1/К

бш=1.0·10-5 1/К

?У=0.04+26·390·(1.8·10-5-1.0·10-5)=0.121 мм

Определяем напряжения в верхней головке шатуна от контактного напряжения.

контактное давление между втулкой и головкой:

(5.42)

где, в=d/dп=26/21=1.24

г=DГ/dп=34/21=1.62

Еш=2·105 МПа - модуль упругости материала шатуна (сталь)

Ев=1.15·105 МПа - модуль упругости материала втулки (бронза)

нш=0.3 - коэффициент Пуассона для шатуна

нв=0.34 - коэффициент Пуассона для втулки

определяем напряжение в головке шатуна от контактного давления.

(5.43)

Как правило, радиальное напряжение меньше кольцевого.

- напряжение от контактного давления в точках наружной поверхности головки шатуна

Делись добром ;)