. Диплом включает в себя 114 страниц текста, 30 рисунков, 12 таблиц и 22 листа приложения (стр. 12 из 19)

для 6-ой шатунной шейки:

,

;

Тогда для 3-ой шатунной шейки:

,

для 6-ой шатунной шейки:

.

5.1. Анализ результатов расчета.

В результате проектирования коленчатого вала были получены его основные геометрические размеры, которые удовлетворяют требованиям прочности, жесткости и износостойкости, применяемым к коленчатым валам двигателей данного типа. Это было проверено при расчете запасов прочности наиболее нагруженных коренной и шатунной шеек и щек в местах сопряжений их с шейками.

Все запасы прочности лежат в допустимых пределах.

6. Расчет шатунной группы двигателя.

6.1.Конструктивный обзор.

Шатун является частью кривошипно-шатунного механизма, посредством которого возвратно-поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение КВ. Основные элементы: верхняя головка, стержень и кривошипная головка. В данном двигателе верхняя головка соединяется с поршнем при помощи плавающего поршневого пальца. Верхняя головка шатуна – неразъемная, имеет расточку для запрессовки в нее втулки. Втулка изготавливается из оловянно-цинковой бронзы. Внутренний диаметр втулки обрабатывается на окончательный размер в сборе с шатуном и покрывается тонким слоем свинца.

Кривошипная головка шатуна имеет прямой разъем, в котором в нее устанавливают вкладыш шатунного подшипника. Шатун имеет плоский стык крышки по шлифованным поверхностям. Крышка крепится к стержню шатуна двумя болтами.

Стержень шатуна имеет двутавровое сечение.

Шатуны двигателя - плоские штампованные из стали 18Х2Н4МА, с так называемыми, “черными” (механически необработанными) дробеструктурными наружными поверхностями.

Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке.

, где

-

.

Среднее сечение крышки определяются углом

. Ориентировочно принимаем . Для данного сечения изгибающий момент и нормальная сила будут равны:

;

.

Площадь поперечного сечения и момент инерции крышки

;

.

Площадь поперечного сечения и момент инерции вкладыша

;

.

Расчетное сечение крышки нагружается нормальной силой и изгибающим моментом

;

.

Напряжение в крышке от усилий

и

Характер изменения напряжений в крышке кривошипной головки отнулевой, поэтому амплитудное и среднее значения напряжений определяем по формуле

Коэффициент запаса прочности на выносливость

, где

-

- масштабный фактор,

.

Условие динамической прочности выполняется.

6.2.Расчет шатунных болтов.

Шатунные болты крепят крышку кривошипной головки. На данном двигателе установлены два болта М22. Стык между крышкой и стержнем – прямой. Материал шатунных болтов тот же, что и шатуна.

Усилие затяжки шатунного болта, исключающее раскрытие стыка

, где

-

– коэффициент затяжки болта,

;

-

– коэффициент основных нагрузок резьбового соединения,

;

-

– число шатунных болтов,

;

-

- растягивающая сила,

.

При работе дизеля болт дополнительно нагружается силой

. Тогда расчетная нагрузка, растягивающая болт

Вычислим внутренний диаметр резьбы по формуле

, где

-

– коэффициент, учитывающий скручивание болта при монтаже,

;

-

– допускаемое напряжение при растяжении,

.

Произведем расчет болта на выносливость. Определяем минимальную площадь поперечного сечения резьбы

Максимальные и минимальные напряжения в болте при работе двигателя

;

.

Среднее напряжение и амплитуда цикла:

;

.

Так как характер изменения напряжений в шатунном болте знакопостоянный, то запас прочности:

, где

Условие прочности на выносливость выполняется.

6.3. Анализ результатов расчета.

В результате расчета шатунной группы были получены основные геометрические размеры шатуна, которые удовлетворяют требованиям прочности, жесткости и износостойкости, применяемым к шатунам двигателей данного типа. Это было проверено при расчете запасов прочности верхней головки шатуна на растяжение и сжатие, стержня шатуна на выносливость под верхней головкой и в среднем сечении, кривошипной головки шатуна на растяжение в среднем сечении крышки и шатунных болтов на растяжение.

Все запасы прочности лежат в допустимых пределах.

7. Расчет прочности деталей поршневой группы.

7.1. Описание конструкции.

Поршень данного двигателя состоит из головки и тронка. Внутри поршня располагаются бобышки с отверстиями для установки поршневого пальца.

Головка поршня формирует камеру сгорания и служит местом размещения канавок для компрессионных и маслосъемного колец. Днище поршня без жаровой накладки, охлаждается маслом, разбрызгиваемым для снижения термической нагрузки на поршень и втулку цилиндра. Камера сгорания - открытого типа, непосредственного смесеобразования, обеспечивающего наиболее высокий уровень топливной экономичности. В данном двигателе головка изготавливается из легированной стали типа 38ХМА.

Тронк поршня является его направляющей частью. Он передает нормальную составляющую движущей силы на цилиндровую втулку. В верхней части тронка установлено дополнительное поршневое кольцо, для препятствия прорыва газов в картер. Он изготавливается из ковочного алюминиевого сплава АК4.

7.2. Оценка теплового состояния поршня.

Средний за цикл коэффициент теплоотдачи от газа к поршню получим по эмпирической формуле Эйхельберга:

, где

-

– средняя скорость поршня,

;

-

– среднее эффективное давление,

;

-

– температура газа в начале такта сжатия,

.