Расчет поршневой головки шатуна

Из теплового расчета:

 

 

Определим основные размеры головки шатуна:

Длина поршневой головки с плавающим пальцем:

 

 

Внутренний диаметр поршневой головки шатуна.

 

Без втулки:

 

 

С втулкой:

 

.

 

Наружный диаметр головки:

 

.

 

 

Радиальная толщина стенки головки:

 

 

Радиальная толщина стенки втулки:

 

 

Материал шатуна – углеродистая сталь 45Г2; Е_ш= 2,2·10⁵МПа;

 

α_г=1·10^-51/К;

 

Материал втулки – бронза;

 

Е_в= 1,15·10⁵МПа; α_г=1,8·10^-51/К.

 

Предел прочности , пределы усталости при изгибе  и растяжении – сжатии . Предел текучести .

Коэффициенты приведения при изгибе и растяжении- растяжении сжатии .

Определяем при изгибе:

 

 

При растяжении-сжатии:

 

 

Расчет сечения I-I. Максимальное напряжения пульсирующего цикла.

 

 

Где масса части головки выше сечения I-I:

 

Среднее напряжение и амплитуда напряжений

 

 

- эффективный коэффициент концентрации напряжений.  - определены по таблице.

Так как

 

 ,

 

 

то запас прочности определяется по пределу усталости

 

 

Напряжения от запрессованной втулки

- натяг посадки бронзовой втулки

 

- температурный натяг.

 

- средний нагрев головки и втулки.

Суммарный натяг:

 

 

Удельное давление на поверхности соприкосновения втулки с головкой.

 

 

Напряжение от суммарного натяга на внутренней поверхности головки.

 

 

 

Напряжение от суммарного натяга на наружной поверхности головки

 

 

Расчет сечения А-А на изгиб.

Максимальная сила, растягивающая головку на номинальном режиме работы двигателя.

 

.

 

Нормальная сила и изгибающий момент

 

 

Где - угол заделки.

Средний радиус головки:

 

 

 

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

 

 

Напряжение на внешнем волокне от растягивающей силы:

 

Где

 - площадь поперечного сечения головки шатуна

 - площадь поперечного сечения втулки.

 

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 асимметричного цикла:

 

 

Среднее напряжение и амплитуда напряжений

 

 

Так как

 

 ,

 

то запас прочности определяется по пределу текучести

 

Расчет кривошипной головки шатуна

Из динамического расчета и расчета поршневой головки шатуна имеем:

 

 

Определим основные размеры кривошипной головки шатуна:

 

Диаметр шатунной шейки:

Толщина стенки вкладыша:

Расстояние между шатунными болтами:

Длина кривошипной головки

 

Максимальная сила инерции:

 

 

Момент сопротивления расчетного сечения

 

Где - внутренний радиус кривошипной головки шату

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте представлен расчет,бензинового ижекторного двигателя. В ходе расчетов был определен рабочий объем двигателя, который составляет 1,447л. Диаметр цилиндра составляет 80мм а ход поршня 72 мм. Двигатель по расчетам получился мощностью 73 кВт при 6200 мин^-1 и крутящем моменте в 112,44 Н·м Двигатель обладает хорошей топливной экономичностью - расход топлива 16,8 кг топлива в час при 6200 об/мин.. Двигатель с такими показателями можно использовать на легковых автомобилях среднего класса.

Библиографический список

 

1. Богатырев А.В. Автомобили/А.В. Богатырев.- М.: Колос,2001.-496 с.

2. Колчин А.И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для вузов/А.И.Колчин. – М.: Высшая школа, 2002.- 496с.

3. Методические указания: "Программа, методические указания, задания на контрольные работы и курсовой проект для студентов специальности 190601 " Автомобили и автомобильное и автомобильное хозяйство", Сыктывкар 2007г.