Розрахунок на міцність кривошипної голівки

2.5.4 Розрахунок на міцність кривошипної голівки

Розрахунковими елементами шатуна є: поршнева і кривошипна голівки, стрижень шатуна

Розрахунок кривошипної голівки

Розрахунок кривошипної голівки зводиться до визначення напруги вигину в середньому перетині кришки голівки від інерційних сил. Вихідні дані для розрахунку кривошипної голівки приведені в таблиці 2,16.

Таблиця 2.16 – Вихідні дані для розрахунку кривошипної голівки

Максимальні сили інерції визначаємо за формулою (18)

P_jp = - ω²_x.x.max · R[(m_п + m_ш.п.) · (1 + λ) + (м_ш.к. – m_кр.)] · 10^-6 (18)

P_jp = - 628²×0,03175×[(0,357 + 0,147)×(1 + 0,264) + (0,389–0,12)]× 10^-6 = =0,011344 МН

Момент опору перетину визначаємо за формулою (19)

= * ) (19)

де r₁ – внутрішній радіус кривошипної голівки, м

Внутрішній радіус кривошипної голівки визначаємо за формулою (20)

r₁ = 0,5 (d_ш.ш. +2t_в) (20)

r₁ = 0,5 (0,045 +2·0,0015) = 0,024 м

=0,023 ×(0,5 × 0,0565 – 0,024) = 6,83 × 10^-3 м ³

Момент інерції вкладиша визначаємо за формулою (21)

J_в = l_k·t_в³ (21)

J_в = 0,023 · 0,0015³ = 77,625 · 10^-12 м⁴

Момент інерції кришки визначаємо за формулою (22)

J = l_k· (22)

J = 0,023 · (0,5×0,0565 - 0,024)³ = 62,56 ×10^-12 м⁴

Напругу вигину кришки вкладиша визначаємо за формулою (23)

(23)

де F_г - сумарна площа кришки і вкладиша в розрахунковому перетині, м²

Сумарну площу кришки і вкладиша в перетині визначаємо за формулою (24)

F_г = l_k · 0,5 (C_б – d_ш.ш.) (24)

F_г = 0,023 · 0,5 × (0,0565 – 0,045) = 0,000132 м²

Значення σ_зі змінюється в межах 100-300МПа, а значить розрахунок виконаний вірно.

Стрижень шатуна

Стрижень шатуна розраховують на утомлену міцність у середньому перетині від дії знакоперемінних сумарних сил, що виникають при роботі двигуна на максимальній потужності. Вихідні дані для розрахунку приведені в таблиці 2.17.

 Таблиця 2.17 – Вихідні данні ля розрахунку стрижня шатуна

Максимальну силу, що стискає шатун обумовлений за формулою (25)

P_сж = [F_п · (P_r - P₀) - m_j · R · ω²(cosφ + λ · cos2φ)] · 10^-6, (25)

де φ – кут повороту кривошипа при P_r.

φ = 370º

P_сж = [0,00357· (632173 - 100000) – 0,505· 0,03175 · 628²(cos 370 + 0,264 · cos2 · 370)] · 10^-6 = 0,016879 МН

Максимальну силу, що розтягує шатун, визначаємо за формулою (26)

P_p = [P_r · F_n – m_j · R · ω²(1+λ)] · 10^-6, (26)

де P_r – тиск залишкових газів, МПа

P_r = 0,116 МПа

P_p = [116000· 0,00357 – 0,505· 0,03175 · 628² · (1+0,264)] · 10^-6 =

= - 0,009259 МПа

Площу розрахункового перетину визначаємо за формулою (27)

F_ср = h_ш · b_ш - (b_ш – a_ш) · (h_ш - 2t_ш), (27)

F_ср = 0,0215 · 0,014- (0,014– 0,003) · (0,0215– 2 · 0,0025) = 119 · 10^-6 м²

Момент інерції розрахункового перетину визначаємо за формулою (28) і (29)

J_x =, (28)

J_x =  = 70 · 10^-10 м⁴

J_y =, (29)

J_y = = 300·10^-11м⁴

Максимальна напруга від стискаючої сили:

а) у площині хитання шатуна визначаємо за формулою (30)

σ_max.x= (30)

де K_x – коефіцієнт, що враховує вплив поздовжнього вигину шатуна в площині хитання шатуна.

Коефіцієнт, що враховує вплив поздовжнього вигину шатуна в площині хитання шатуна, визначаємо за формулою (31).

K_x = 1 + (31)

 K_x = 1 + = 1,0902

σ_max.x= =154,63 МПа

б) у площині, перпендикулярній площині хитання шатуна визначаємо за формулою (32)

σ_max.у= (32)

де K_y – коефіцієнт, що враховує вплив поздовжнього вигину шатуна в площині, перпендикулярній площині хитання шатуна.

Коефіцієнт, що враховує вплив поздовжнього вигину шатуна в площині, перпендикулярній площині хитання шатуна визначаємо за формулою (33)

K_y = 1 + (33)

K_у = 1 + =1,022

σ_max.у= = 144,96 МПа

Мінімальна напруга від сили, що розтягує, визначаємо за формулою (34)

σ_min=, (34)

σ_min =, МПа

Середню напругу визначаємо за формулами (35), (36), (37), (38)

 =, (35)

 = МПа

, (36)

 МПа

 =, (37)

 =  МПа

  (38)

 МПа

Амплітуди циклу визначаємо за формулами (39) і (40)

(39)

 МПа

(40)

 МПа

Запас міцності в перетині визначаємо по межі утоми за формулами (41) і (42)

=  (41)

=

(42)

Величини запасу міцності показують, що прийняті розміри стрижня шатуна забезпечують працездатність і, отже, проектовану деталь можна виготовляти у виробництві.

Похожие работы

Техніко-економічне обґрунтування модернізації щокової дробарки

Скачать

93000

3

0

... і випадків зміна кінематичної схеми викликало ускладнення як самої схеми, так і конструкції машини. Отримуваний невеликий техніко-економічний ефект не оправдовував ускладнення конструкції і подорожання ремонту. Не оправдавши себе конструкції дробарок, не дивлячись на значне поширення (наприклад, дробарки типу «Додж» і дробарки з кулачковим механізмом), постійно витіснялись більш раціональними ...

Особливості експертизи легкових автомобілів

Скачать

178392

7

1

... з урахуванням їх експлуатаційного зношення (С'д) і матеріалів, визначається за формулою: ..................(10) де С'д= Сд х (1- Итс/100). (11) Отже, вищерозглянуті методи проведення експертиз легкових автомобілів використовуються для судового висновку, їх товарознавчої оцінки в науково-дослідних інститутах судових експертиз Міністерства юстиції Укра ...

Товарознавча експертиза та митне оформлення автомобілів ВАТ "УАЗ"

Скачать

113458

21

1

... ідження вартість автомобіля УАЗ‑469 на момент дослідження, державний реєстраційний номер ВК7076АЕ, 1990 року випуску становить 9097,72 грн. 3. Митне оформлення автомобілів марки «УАЗ» при імпортних операціях Ще до 1994 р. митним законодавством не було передбачено сплати ніяких платежів за переміщення через митний кордон транспортних засобів. Достатнім було пред'явити іноземний ...

Організація виробництва в підприємствах агропромислового комплексу

Скачать

626537

17

17

... коштів є важливим чинником у зниженні собівартості продукції чи виконаної роботи. Раціональне використання оборотних коштів залежить від правильного їхнього формування і ефективної організації виробництва. Зосередження н підприємствах зайвих оборотних коштів приводить до їхнього заморожування. Це завдає шкоди економіці господарства. Щоб уникнути такого положення, оборотні кошти нормуються, що є ...