Расчет стержня шатуна и его кривошипной головки, Расчет шатунного болта - Модернизация двигателя путем форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала

Алгоритм расчета составлен по методике [1] с предварительным определением размеров двутавра стержня в минимальном сечении.

Площадь минимального сечения

Где: - допустимое напряжение сжатия; - предел прочности материала стержня.

При этом высота двутавра определяется как:

Ширина двутавра В=0,9 Н.

Толщина элементов двутавра h = 0,2 Н.

После определения размеров двутавра среднее сечение стержня проверяется по запасу прочности, который должен быть не менее 1,5.

    - диаметр шатунной шейки, - толщина стенки вкладыша, - расстояние между болтами, - длина кривошипной головки.

Считаются:

- внутренний радиус кривошипной головки

,

- расчетная суммарная площадь крышки и вкладыша

,

- расчетный момент инерции вкладыша

,

- расчетный момент инерции крышки

,

- расчетный момент сопротивления крышки без учета ребер жесткости

.

Проверяются принятые размеры крышки на изгиб

, МПа

Если условие проверки не выполняется, то

, м,

И расчеты повторяются.

Для среднего сечения стержня принимается высота двутавра

.

Максимальное напряжение сжатия:

- в плоскости качания шатуна

,

Где ;

предел прочности материала, МПа;

    - длина шатуна, м; -

Момент инерции шатуна в среднем сечении относительно оси, перпендикулярной плоскости качения, ;

-

площадь среднего сечения, ;

    - в перпендикулярной плоскости -

,

Где ;

    - длина стержня шатуна между головками, м; - момент инерции среднего сечения шатуна относительно оси, лежащей в плоскости качания шатуна,

Минимальные напряжения растяжения для обеих плоскостей.

Запас прочности стержня шатуна в плоскости качания и в перпендикулярной плоскости определяются аналогично, как это приведено выше (расчет поршневой головки в сечении 1-1 на растяжение-сжатие).

Если запас прочности меньше 1,5, то все размеры двутавра увеличиваются на 1%, т. е. , , , и расчеты повторяются.

Расчет шатунного болта

Диаметр (стандартная метрическая резьба) предварительно определяется из расчета на растяжение:

,

Где: - максимальная нагрузка на 1 болт.

= 0,23 ; - предел прочности материала болта.

Если 10,5 мм, то принимают шаг резьбы S = 1 мм, при

10,5 мм S = 1,5 мм.

Определяется наружный диаметр резьбы:

.

Принимается путем округления до целой величины в мм стандартный наружный диаметр резьбы, а затем ее внутренний диаметр:

.

Затем болт проверяется по запасу прочности.

Шатунный болт работает на растяжение.

Напряжения растяжения, возникающие в болте, находятся так

,

.

Запас прочности определяется так же, как это было выполнено при расчете поршневой головки шатуна в сечении 1-1, и должен быть не ниже 2.

Если условие не выполняется, то принимается м и расчеты повторяются.

Похожие статьи




Расчет стержня шатуна и его кривошипной головки, Расчет шатунного болта - Модернизация двигателя путем форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала

Предыдущая | Следующая