123800 (592856), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

m_вг – маса частини голівки вище перетину 1-1, кг;

ω_{xx max} – максимальна кутова швидкість при холостому ході, з^-1;

R – радіус кривошипа, м;

λ – відношення радіуса до довжини шатуна;

h_г – радіальна товщина стінки голівки, м;

l_ш – довжина поршневої голівки, м.

m_n = 0,357 кг

R = 0,03175 м

λ = 0,264

h_г = 0,004 м

l_ш= 0,022 м

Масу частини голівки вище перетину 1-1 визначаємо за формулою (12)

m_в.м. = 0,06·m_ш, (12)

де m_ш – маса шатунної групи, кг

m_ш = 0,536 кг

m_в.м. = 0,06 · 0,536 = 0,03216 кг

Максимальну кутову швидкість при холостому ході визначаємо за формулою (2.13)

= , (13)

де n_x.x.max – максимальна частота обертання колінвалу при холостому ході, хв^-1

n_x.x.max = 6000 хв^-1

з^-1

= МПа

Середню напругу визначаємо за формулою (14)

= , (14)

= МПа

Амплітуду напруг визначаємо за формулою (15)

= , (15)

де R_δ – ефективний коефіцієнт концентрації напруг;

ε_м – масштабний коефіцієнт;

ε_п – коефіцієнт поверхневої чутливості.

ε_м = 0,86 [2, стор.203,таб.48]

ε_п = 0,9 [2, стор.203,таб.49]

Ефективний коефіцієнт концентрації напруг визначаємо за формулою (16)

R_δ = 1,2 + 1,8·10^-4 (σ_у – 400), (16)

де σ_у – межа міцності, МПа

σ_в = 800 МПа

R_δ = 1,2 + 1,8 · 10^-4 (800 – 400) = 1,272

= МПа

Запас міцності в перетині 1-1 визначаємо по межі утоми за формулою (17)

= , (17)

де σ_-1р – межа утоми при розтяганні-стиску, МПа

α_δ – коефіцієнт приведення циклу.

σ_-1р = 210 Мпа

α_δ = 0,12

=

Величини значень напруг знаходяться в межах, що допускаються, [] = 100

– 150 Мпа. Отже, прийняті розміри забезпечують необхідну міцність.

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 · (0,50,0565 - 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

Найменування	Позначення	Параметри
Маса зворотно поступальних частин, що рухаються, кг Довжина перетину, м Ширина перетину, м Товщина середини двотавра, м Товщина країв, м Довжина шатуна, м Довжина стрижня шатуна між поршневою і кривошипною голівками, м Внутрішній діаметр кривошипної голівки, м	mj hш bш aш tш Lш L1 d1	0,505 0,0215 0,014 0,003 0,0025 0,120 0,078 0,048

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.

3 Економічний розділ

3.1 Удосконалення конструкції двигуна, вузла

Визначається ступенем використання робочого обсягу й оцінюється літровою потужністю N_л, квт/л. Літрову потужність визначаємо по формулі (43)

(43)

Для базового двигуна

кВт/л

Для проектованого двигуна

кВт/л

Міра використання робочого обсягу складає

(44)

Літрова потужність залежить від середнього ефективного тиску, числа оборотів, колінчатого вала, тактності двигуна. У проектованого двигуна ці параметри вище, тому і використання робочого обсягу на 20,029% вище.

3.2 Поліпшення працездатності автомобіля

Визначається зручністю керування, динамічними і швидкісними якостями автомобіля й оцінюється питомою потужністю N_g, кВт/кг Питома потужність визначаємо по формулі (45)

(45)

де Ga – маса автомобіля, кг

Для базового двигуна

кВт/кг

Характеристики

Список файлов ВКР