5.2 Розрахунок сил у зачепленні

Колова сила, що діє на колесо.

Колова сила, що діє на колесо, дорівнює вісевій силі, що діє на черв’як.

(5.30)

(Н).

Колова сила, що діє на черв’як

Колова сила, що діє на черв’як, дорівнює вісевій силі, що діє на колесо:

(5.31)

(Н).

Радіальна сила:

(5.32)

(Н).

Перевірка зуб’ів колеса по напруженням згину:

(5.33)

де - еквівалентна колова сила на колесі, Н;

- коефіцієнт форми зуба.

(5.34)

(Н).

Приведена кількість зуб’ів колеса:

(5.35)

.

При .

Тоді:

.

5 .3 Розробка кривошипно-шатунного механізму.

Рис.3 Кривошипно-шатунний механізм

1 – повзун;

2 – шатун з підшипниками;

3 – колінчатий вал в опорах.

5.3.1 Розрахунок повзуна.

У якості направляючої повзуна застосуємо сталеву закалену та шліфовану гільзу. Матеріал повзуна – антифрикційний чавун АЧС–1 ГОСТ 1585-70 для якого:

питомий тиск р, кгс/см² 25-90;

колова швидкість , м/с 5-0,2;

125-18;

твердість, НВ 180-262.

Визначення максимальної швидкості повзуна:

(5.36)

Після розрахунку черв’ячної пари маємо:

;

(об/хв).

Відхилення від заданого числа обертів:

,

(м/с).

Визначення зусилля, що діє на палець повзуна з боку плунжера та ущільнення

(5.37)

(кгс).

Визначення зусилля Р і N на палець повзуна:

(5.38)

(кгс).

, (5.39)

(кгс).

Визначення основних розмірів повзуна:

приймаємо мм.

(5.40)

(см),

примаємо мм.

, (5.41)

мм,

приймаємо мм.

, (5.42)

мм;

приймаємо мм.

Визначення питомого тиску між втулкою та пальцем малої голівки шатуна

Матеріал втулки – бронза, латунь; матеріал пальця – сталь гартована .

(5.43)

(кгс/см²).

Визначення максимальної швидкості ковзання між втулкою та пальцем малої голівки шатуна:

(5.44)

(м/с),

.

Перевірка пальця по напруженням згину:

(5.45)

.

Для більшої голівки шатуна приймаємо:

мм;

мм;

приймаємо мм.

Визначення швидкості ковзання більшої голівки шатуна:

, (5.46)

(м/с).

Визначення питомого тиску між втулкою та пальцем більшої голівки шатуна:

(5.47)

(кгс/см²),

.

5.3.2 Розрахунок шатуна.

При найбільшому навантаженню шатун працює на стиснення. Приймаємо ширину шатуна мм.

Перевірка шатуна на усталість

Радіус інерції перерізу стержня визначимо за рівнянням:

, (5.48)

де - момент інерції, см⁴;

- площа перерізу, см².

, (5.49)

(см⁴);

(5.50)

(см²);

(см).

Гнучкість визначають за формулою:

, (5.51)

.

Коефіцієнт уздовжного згину .

Умова усталості:

, (5.52)

.

Умова міцності:

.

Запас стійкості:

, (5.53)

.

Визначення питомого тиску:

, (5.54)

.

Визначення напруження стиснення у різьбовій частині плунжера:

Для різьби М16х1,5 внутрішній діаметр мм.

, (5.55)

.

Перевіримо плунжер на повздовжний згин:

, (5.56)

де , якщо .

.

Визначимо коефіцієнт стійкості:

(5.57)

.

У дійсності коефіцієнт стійкості буде значно більший, тому, що манжети сальника також є напрямними плунжера.