Разработка четырехтактного автомобильного двигателя

Расширение-сжатие

Коэффициент приведения цикла при изгибе aσ=0,17

Коэффициент приведения цикла при растяжении-сжатии aσ=0,12

При изгибе:

При растяжении-сжатии:

Рис.3.3. Расчетная схема шатунной группы

Расчет сечения I-I

Максимальное напряжение пульсирующего цикла

Среднее напряжение и амплитуда напряжения.

eм=0,86 – масштабный коэффициент

en=0,9-коэффициент поверхностной чувствительности (чистое обтачивание внутренней поверхности головки)

то запас прочности в сечении I-I определяем по пределу усталости

Напряжения от запрессованной втулки:

удельное давление на поверхности соприкосновения втулки с головкой

где - коэффициент Пуассона;

- суммарный натяг.

Напряжения от суммарного натяга на внешней поверхности головки

напряжения от суммарного натяга на внутренней поверхности головки

Рис.3.4. Расчетная схема головки шатуна

а- при растяжении; б- при сжатии

Расчет на усталостную прочность сечения перехода головки шатуна в стержень.

-Максимальная сила, растягивающая головку

-Нормальная сила и изгибающий момент в верхней части шатуна

-Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от растягивающей силы

-Напряжения на внешнем волокне от растягивающей силы

-

Суммарная сила, сжимающая головку:

-Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от сжимающей силы.

-Напряжение на внешнем волокне от сжимающей силы

-Максимальное и минимальное напряжение а симметричного цикла

-Среднее напряжение и амплитуда напряжений

то запас прочности в сечении перехода головки шатуна в стержень определяем по пределу текучести

3.3.2 Расчет кривошипной головки шатуна

Исходные данные

Масса шатунной группы: mш = 1,245 кг

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца mшп = 0,342 кг

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа mшк = 0,903 кг

Масса крышки кривошипной головки mкр = 0,25 mш=0,311 кг

Диаметр шатунной шейки dшш = 60мм

Толщина стенки вкладыша tb = 3,14 мм

Расстояние между шатунными болтами сб = 77 мм

Длина кривошипной головки lk = 27 мм

Максимальная сила инерции

Момент сопротивления расчетного сечения:

Момент инерции вкладыша и крышки

Напряжения изгиба крышки и вкладыша.

;

3.3.3 Расчет стержня шатуна

Длина шатуна: lш = 166 мм

Размеры сечения шатуна: bш=15,75 мм, aш=7,5 мм, tш=4мм, hш=30 мм

Внутренний диаметр головки d1 =67мм

Из динамического расчета имеем:

Площадь и момент инерции расчетного сечения В – В

Максимальное напряжение от сжимающей силы в плоскости качания шатуна

В плоскости перпендикулярной плоскости качания шатуна

L1 – длина стержня шатуна между расточками верхней и нижней головок шатуна.

L0– расстояние между осями головок шатуна.

Минимальное напряжение осей растягивающей силы

Средние напряжения и амплитуды цикла:

где - эффективный коэффициент концентрации напряжений;

т.к.

и

запас прочности в сечении определяется по пределу усталости

3.3.4 Расчет шатунных болтов

Из расчета кривошипной головки шатуна имеем: максимальная сила инерции, растягивающая кривошипную головку и шатунный болт Pjp=0,0122МH

Принимаем:

номинальный диаметр болта d=11 мм

шаг резьбы t=1 мм

количество болтов iб=2

материал болта Сталь 40Х ГОСТ4543 – 71

Для указанной стали имеем: σв = 800 МПа

σт = 700 МПа

σ-1р = 260 МПа

ασ = 0,12

;

;

Сила предварительной затяжки

;

Суммарная сила, растягивающая болт

, Н;

где х = 0,2 – коэффициент основной нагрузки резьбового соединения

 Скачать реферат