Расчет деталей шатунной группы, Расчет поршневой головки шатуна - Модернизация двигателя путем форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала

Расчет поршневой головки шатуна

Предусмотрено предварительное определение размеров головки как:

- внутренний диаметр головки равен наружному диаметру втулки, т. е.

,

Где D - наружный диаметр поршневого пальца,

- толщина бронзовой втулки; (выбирается по /1/ ;

- наружный диаметр головки

,

- длина верхней головки шатуна, принимается по /1/ ;

- 40...50 МПа - допустимое напряжение разрыва головки,

- максимальное усилие разрыва головки (см. DVS.000).

Рассчитывается сечение I-I /1/ поршневой головки на выносливость по запасу прочности, который должен быть в пределах 2,5...5,0.

Максимальное напряжение цикла, МПа

Минимальное напряжение цикла, МПа

Среднее напряжение цикла, МПа

Амплитуда цикла, МПа

Считаются:

Отношение,

Где: - предел усталости при растяжении - сжатии;

- предел текучести (см. исходные данные).

Отношение

Эффективный коэффициент концентрации:

,

Где: - предел прочности материала (см. исходные данные);

Амплитуда цикла с учетом концентрации напряжений, размеров детали и качества поверхностей, МПа:

;

Отношение.

Определяется запас прочности П1 сечения I-I:

Если В2 В1, то

,

Иначе.

Если запас прочности, то принимается

, м,

Если запас прочности, то принимается

, м,

И расчеты повторяются.

Определяется запас прочности сечения А-А.

Принимают максимальный натяг бронзовой втулки (по посадке) , среднюю температуру подогрева головки и втулки Т = (100...200)К.

Рассчитываются:

Температурный натяг,

Где: , 1/К - термический коэффициент расширения бронзовой втулки, - термический коэффициент стальной головки;

Суммарный натяг ;

Удельное давление, МПа, от суммарного натяга в месте контакта втулки с головкой шатуна.

,

Где: - коэффициент Пуассона; , МПа -

    - модуль упругости стали шатуна, , МПа - - модуль упругости бронзовой втулки;

Напряжения от запрессовки втулки по формулам Ляме

- на внешней поверхности головки

,

- на внутренней поверхности головки

.

Нормальная сила в сечении 0-0

,

Где: - угол заделки, град (/1/, табл. 13.2, 13.3);

Изгибающий момент в сечении А-А

),

Где: - средний радиус головки;

Нормальная сила в сечении А-А от растягивающей силы Р5

;

Изгибающий момент в сечении А-А от растягивающей силы Р5:

;

Напряжение от растягивающей силы Р5 на внешнем волокне сечения А-А:

,

Где: - толщина стенки головки,

, , ;

Нормальная сила в сечении А-А от сжимающей силы Р6

,

Изгибающий момент в сечении А-А от сжимающей силы Р6

,

Где: берется из табл;

Напряжение на внешнем волокне сечения А-А от сжимающей силы Р6

;

Максимальное напряжение цикла

;

Минимальное напряжение цикла

;

Среднее напряжение цикла

;

Амплитуда напряжений цикла

Амплитуда напряжений цикла с учетом концентрации напряжений, размеров детали и качества поверхности:

Считаются

,

Где: - предел усталости при изгибе, МПа;

В4 = ,

Где: - коэффициент приведения к симметричному циклу при изгибе и

Если В5 < В4, то

Запас прочности в сечении А-А

,

Иначе

И должен быть в пределах 2,5...5,0. Если запас прочности выходит за эти пределы, поступают аналогично расчету сечения I-I.

Похожие статьи




Расчет деталей шатунной группы, Расчет поршневой головки шатуна - Модернизация двигателя путем форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала

Предыдущая | Следующая