Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Расчет сил и моментов, действующих на коленчатый вал




 

Кривошип коленчатого вала многоцилиндрового двигателя нагружен силами и крутящим моментом, который включает две составляющие: момент, обусловленный силой Т данного цилиндра, и момент от предыдущих цилиндров. Коленчатый вал рассчитываемого двигателя – полноопорный с кривошимами, расположенными под углом . Порядок работы двигателя 1-5-4-2-6-3-7-8. Схема коленчатого вала представлена на рис. 2.1.

 

Рис. 2.1 Схема коленчатог о вала

Для наглядного представления о совместной работе цилиндров строят диаграмму совместной работы цилиндров, которая представляет собой ряд чередующихся циклов работы каждого цилиндра в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

Диаграмма совместной работы цилиндров

0˚ 180˚ 360˚ 540˚ 720˚

  ВП СЖ РХ Вып
  РХ Вып ВП СЖ РХ 450˚
  СЖ РХ Вып ВП СЖ 270˚
  Вып ВП СЖ РХ 540˚
  Вып ВП СЖ РХ Вып 630˚
  РХ Вып ВП СЖ 360˚
  СЖ РХ Вып ВП 180˚
  ВП СЖ РХ Вып ВП 90˚
                   

Построенная диаграмма позволяет определить угол поворота любого кривошипа при положении первого кривошипа в 0˚.

Через шейки коленчатого вала от первого до последнего цилиндра передается крутящий момент свой от каждого цилиндра. Следовательно, в любой момент времени крутящий момент на каждой шейке оказывается различным. Для выполнения ра счетов на прочность и оценки крутящего момента на каждой шейке, строят таблицу набегающих моментов.

Таблица набегающих моментов показывает изменение крутящего момента на каждой шейке коленчатого вала по мере перемещения от первой до последней шейки в зависимости от угла поворота. Последний столбец таблицы представляет собой изменение полного (суммарного) момента на выходе из двигателя. Моменты на промежуточных шейках отличается от полного, как по величине, так и по направлению.

Расчет тангенциальных сил (а следовательно и моментов) для V-образного двигателя представлен в табл. 2.2.

Изменение набегающих моментов представлено в табл. 2.3. и 2.4.


Таблица 2.2.

Расчет тангенцальных сил для V-образного двигателя (Н)

  Т1 Т5 Т1,5 Т2 Т6 Т2,6 Т3 Т7 Т3,7 Т4 Т8 Т4,8
    -2087,40 -2087,40 7020,10   7020,10 -2412,10   -2412,10   1966,56 1966,56
  -4573,94 2525,27 -2048,68 5806,59 7176,37 12982,96 1442,40 -1962,17 -519,78 -2033,74 3389,62 1355,88
  -2645,02 4498,73 1853,71 2903,61 6168,47 9072,08 2384,45 -3474,64 -1090,19 -3479,16 1962,17 -1516,99
  1966,56   1966,56   7020,10 7020,10   -2412,10 -2412,10 -2087,40   -2087,40
  3389,62 -4573,94 -1184,33 -2033,74 5806,59 3772,85 7176,37 1442,40 8618,77 2525,27 -1962,17 563,09
  1962,17 -2645,02 -682,84 -3479,16 2903,61 -575,55 6168,47 2384,45 8552,93 4498,73 -3474,64 1024,09
    1966,56 1966,56 -2087,40   -2087,40 7020,10   7020,10   -2412,10 -2412,10
  -1962,17 3389,62 1427,44 2525,27 -2033,74 491,53 5806,59 7176,37 12982,96 -4573,94 1442,40 -3131,55
  -3474,64 1962,17 -1512,47 4498,73 -3479,16 1019,57 2903,61 6168,47 9072,08 -2645,02 2384,45 -260,56
  -2412,10   -2412,10   -2087,40 -2087,40   7020,10 7020,10 1966,56   1966,56
  1442,40 -1962,17 -519,78 -4573,94 2525,27 -2048,68 -2033,74 5806,59 3772,85 3389,62 7176,37 10565,99
  2384,45 -3474,64 -1090,19 -2645,02 4498,73 1853,71 -3479,16 2903,61 -575,55 1962,17 6168,47 8130,65
    -2412,10 -2412,10 1966,56   1966,56 -2087,40   -2087,40   7020,10 7020,10
  7176,37 1442,40 8618,77 3389,62 -4573,94 -1184,33 2525,27 -2033,74 491,53 -1962,17 5806,59 3844,41
  6168,47 2384,45 8552,93 1962,17 -2645,02 -682,84 4498,73 -3479,16 1019,57 -3474,64 2903,61 -571,03
  7020,10   7020,10   1966,56 1966,56   -2087,40 -2087,40 -2412,10   -2412,10
  5806,59 7176,37 12982,96 -1962,17 3389,62 1427,44 -4573,94 2525,27 -2048,68 1442,40 -2033,74 -591,34
  2903,61 6168,47 9072,08 -3474,64 1962,17 -1512,47 -2645,02 4498,73 1853,71 2384,45 -3479,16 -1094,71
    7020,10 7020,10 -2412,10   -2412,10 1966,56   1966,56   -2087,40 -2087,40
  -2033,74 5806,59 3772,85 1442,40 -1962,17 -519,78 3389,62 -4573,94 -1184,33 7176,37 2525,27 9701,64
  -3479,16 2903,61 -575,55 2384,45 -3474,64 -1090,19 1962,17 -2645,02 -682,84 6168,47 4498,73 10667,20
  -2087,40   -2087,40   -2412,10 -2412,10   1966,56 1966,56 7020,10   7020,10
  2525,27 -2033,74 491,53 7176,37 1442,40 8618,77 -1962,17 3389,62 1427,44 5806,59 -4573,94 1232,64
  4498,73 -3479,16 1019,57 6168,47 2384,45 8552,93 -3474,64 1962,17 -1512,47 2903,61 -2645,02 258,60
    -2087,40 -2087,40 7020,10   7020,10 -2412,10   -2412,10   1966,56 1966,56

 
 


Таблица 2.3.

Таблица набегающих моментов на шатунные шейки (Н)

α Т1,5 Т2,6/2 Т1,5+Т2,6/2 Т3,7/2 Т1,5+Т2,6+ +Т3,7/2 Т4,8/2 Т1,5+Т2,6+ +Т3,7+Т4,8/2
  -2087,40 3510,05 1422,65 -1206,05 3726,65 983,28 3503,88
  -2048,68 6491,48 4442,80 -259,89 10674,39 677,94 11092,44
  1853,71 4536,04 6389,76 -545,10 10380,70 -758,49 9077,11
  1966,56 3510,05 5476,61 -1206,05 7780,61 -1043,70 5530,86
  -1184,33 1886,43 702,10 4309,38 6897,91 281,55 11488,84
  -682,84 -287,78 -970,62 4276,46 3018,07 512,04 7806,58
  1966,56 -1043,70 922,86 3510,05 3389,21 -1206,05 5693,21
  1427,44 245,77 1673,21 6491,48 8410,45 -1565,77 13336,16
  -1512,47 509,78 -1002,69 4536,04 4043,14 -130,28 8448,90
  -2412,10 -1043,70 -3455,80 3510,05 -989,45 983,28 3503,88
  -519,78 -1024,34 -1544,12 1886,43 -682,03 5282,99 6487,39
  -1090,19 926,86 -163,33 -287,78 475,75 4065,32 4253,30
  -2412,10 983,28 -1428,82 -1043,70 -1489,24 3510,05 977,11
  8618,77 -592,16 8026,61 245,77 7680,21 1922,21 9848,18
  8552,93 -341,42 8211,51 509,78 8379,87 -285,52 8604,14
  7020,10 983,28 8003,38 -1043,70 7942,96 -1206,05 5693,21
  12982,96 713,72 13696,68 -1024,34 13386,06 -295,67 12066,05
  9072,08 -756,23 8315,85 926,86 8486,47 -547,35 8865,97
  7020,10 -1206,05 5814,05 983,28 5591,28 -1043,70 5530,86
  3772,85 -259,89 3512,96 -592,16 2660,91 4850,82 6919,57
  -575,55 -545,10 -1120,65 -341,42 -2007,16 5333,60 2985,02
  -2087,40 -1206,05 -3293,45 983,28 -3516,22 3510,05 977,11
  491,53 4309,38 4800,92 713,72 9824,02 616,32 11154,06
  1019,57 4276,46 5296,03 -756,23 8816,26 129,30 8189,32
  -2087,40 3510,05 1422,65 -1206,05 3726,65 983,28 3503,88

 


 
 


Таблица 2.4.

Таблица набегающих моментов на коренные шейки (Н)

α Т1,5 Т2,6 Т1,5+Т2,6 Т3,7 Т1,5+Т2,6+ +Т3,7 Т4,8 Т1,5+Т2,6+ +Т3,7+Т4,8
  -2087,40 7020,10 4932,70 -2412,10 2520,60 1966,56 4487,16
  -2048,68 12982,96 10934,28 -519,78 10414,50 1355,88 11770,38
  1853,71 9072,08 10925,80 -1090,19 9835,61 -1516,99 8318,62
  1966,56 7020,10 8986,66 -2412,10 6574,56 -2087,40 4487,16
  -1184,33 3772,85 2588,52 8618,77 11207,29 563,09 11770,38
  -682,84 -575,55 -1258,39 8552,93 7294,53 1024,09 8318,62
  1966,56 -2087,40 -120,84 7020,10 6899,26 -2412,10 4487,16
  1427,44 491,53 1918,97 12982,96 14901,93 -3131,55 11770,38
  -1512,47 1019,57 -492,90 9072,08 8579,18 -260,56 8318,62
  -2412,10 -2087,40 -4499,50 7020,10 2520,60 1966,56 4487,16
  -519,78 -2048,68 -2568,45 3772,85 1204,40 10565,99 11770,38
  -1090,19 1853,71 763,52 -575,55 187,97 8130,65 8318,62
  -2412,10 1966,56 -445,54 -2087,40 -2532,94 7020,10 4487,16
  8618,77 -1184,33 7434,44 491,53 7925,97 3844,41 11770,38
  8552,93 -682,84 7870,09 1019,57 8889,65 -571,03 8318,62
  7020,10 1966,56 8986,66 -2087,40 6899,26 -2412,10 4487,16
  12982,96 1427,44 14410,40 -2048,68 12361,72 -591,34 11770,38
  9072,08 -1512,47 7559,61 1853,71 9413,33 -1094,71 8318,62
  7020,10 -2412,10 4608,00 1966,56 6574,56 -2087,40 4487,16
  3772,85 -519,78 3253,08 -1184,33 2068,75 9701,64 11770,38
  -575,55 -1090,19 -1665,74 -682,84 -2348,58 10667,20 8318,62
  -2087,40 -2412,10 -4499,50 1966,56 -2532,94 7020,10 4487,16
  491,53 8618,77 9110,30 1427,44 10537,74 1232,64 11770,38
  1019,57 8552,93 9572,49 -1512,47 8060,02 258,60 8318,62
  -2087,40 7020,10 4932,70 -2412,10 2520,60 1966,56 4487,16

 


Расчет деталей двигателя на прочность

 
 


Расчет поршня

 

Поршень работает в тяжелых условиях, так как подвергается воздействию как механических нагрузок от давления газов и сил инерции, так и термических из-за необходимости отвода теплоты от нагретой газами головки в охлаждающую среду. Кроме того, направляющая часть работает на износ при высоких температурах. Основные требования к материалу поршня:

- хорошая теплопроводность;

- малые значения коэффициента линейного расширения;

- высокая механическая прочность и жаростойкость;

- малый удельный вес.

Для уменьшения износа юбка поршня имеет бочкообразный профиль по образующей и овальный профиль в поперечном сечении. Днище поршня имеет выемку, а в бобышках сделаны отверстия для прохода масла к поршневому пальцу.

Материал поршня – алюминиевый сплав.

Исходные данные:

Толщина днища поршня d=7,5мм

Высота поршня Н=82,5мм

Высота юбки поршня hю=45мм

Толщина стенки головки поршня S=7,25мм

Величина верхней кольцевой перемычки hn=3мм

Число масляных канавок в поршне nм=6

Диаметр масляных канавок dм=0,6 мм

Наружный диаметр пальца dn=22мм

Длина втулки шатуна lш =31,5мм

Длина пальца ln =75мм

Расстояние между торцами бобышек в =36мм

 

Рис.3.1. Расчетная схема поршня

 

Напряжения, возникающие по контору заделки

,

где t – радиальный зазор маслосъемного кольца (t = 3,225 мм);

∆t – радиальный зазор компрессионного кольца (∆t = 0,8 мм).

 

Напряжения в центре днища

Рассчитаем сечение Х-Х

Напряжения сжатия

Напряжение разрыва в сечении Х-Х

Напряжения в верхней кольцевой перемычке.

а) среза

б) изгиба

в) суммарное

Удельное давление на стенку цилиндра

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...