- •Методичні вказівки до розрахунку і конструювання двз у курсових і дипломних проектах
- •Загальні вказівки
- •1 Кінематичний розрахунок кривошипно-шатунного механізму (кшм)
- •1.1 Вихідні дані до розрахунку
- •1.2 Переміщення поршня
- •1.3 Швидкість поршня
- •1.4 Прискорення поршня
- •2 Динамічний розрахунок двз
- •2.1 Вихідні дані до розрахунку
- •2.2 Розрахунок сил, що діють у кшм
- •3 Розрахунок сумарного крутного моменту
- •4 Розрахунок і конструювання деталей кшм
- •4.1 Вихідні дані до розрахунку
- •4.2 Розрахунок поршневої групи
- •4.3 Розрахунок шатунної групи
- •4.4 Розрахунок і конструювання нерухомих деталей кшм
- •Сила попереднього затягування для силових шпильок Рпоп, н, дорівнює мінімальній силі, що діє на шпильки рРmin:
- •5 Розрахунок газорозподільного механізму (грм)
- •5.1 Вихідні дані до розрахунку
- •5.2 Визначення основних параметрів впускиих і випускних каналів
- •5.3 Розрахунок параметрів профілю кулачка
- •5.4 Визначення розмірів і запасу міцності клапанної пружини
- •6 Розрахунок системи змащення
- •6.1 Вихідні дані до розрахунку
- •6.2 Циркуляційна витрата масла
- •6.3 Розрахунок масляного насоса
- •7 Розрахунок рідинної системи охолодження
- •7.1 Вихідні дані до розрахунку
- •7.2 Циркуляційна витрата охолоджувальної рідини
- •7.3 Розрахунок рідинного насоса
- •7.4 Розрахунок радіатора
- •7.5 Розрахунок вентилятора
- •8 Система живлення
- •Література
- •Додаток а матеріал основних деталей двз
- •Додаток б статистичні дані параметрів конструктивних елементів двз
- •Додаток в механічні якості сталей і чавунів
- •Додаток г розрахункові коефіцієнти Значення коефіцієнтів приведення асиметричного цикла до симетричного ασ і ατ
- •Значення технологічного коефіцієнта ε”σ і ε”τ
- •Додаток д параметри метричних різьб
- •Додаток е технічні вимоги і зразки виконання креслень деталей Поршні
- •Пальці поршневі
- •Кільця поршневі
- •Болти шатунні
- •Гільзи циліндрів
- •Вкладиші тонкостінні корінних і шатунних підшипників
- •Вали розподільні
- •Клапани
- •Пружини клапанів
- •Додаток ж бланки титульного аркуша і аркуша завдання Бланк титульного аркуша
- •Бланк аркуша завдання Перша сторінка
- •Оборотна сторінка
- •Методичні вказівки до розрахунку і конструювання двз у курсових і дипломних проектах
4 Розрахунок і конструювання деталей кшм
4.1 Вихідні дані до розрахунку
При розрахунку деталей на міцність широко використовують статистичний матеріал стосовно працездатності деталей великої кількості двигунів різних типів. Співставлення розрахункового матеріалу з даними статистичної обробки, раціональна конструктивна розробка, а потім доведення дослідних зразків двигунів після різнобічних випробувань дозволяють конструкторам створювати сучасні, досить досконалі двигуни внутрішнього згоряння.
У курсовому і дипломному проектах студенти виконують перевірочний розрахунок на міцність основних деталей кривошипно-шатунного механізму двигуна: гільзи циліндра, шпильок головки циліндрів, поршня, поршневих кілець і поршневого пальця, шатуна. Ці деталі сприймають основні навантаження, які виникають у двигуні від сил тиску газів, сил інерції мас, що рухаються поступально і обертально, а також пружних коливань і теплових навантажень.
Розрахунок на міцність виконується для номінального режиму роботи двигуна і деяких інших режимів, на яких навантаження досягають екстремальних значень. Перед розрахунком кожної деталі варто визначити, які сили та у яких її перетинах створюють небезпечні напруження, вибрати матеріали і вид термообробки.
У ході перевірочного розрахунку визначають механічні напруження в деталях чи запаси їхньої міцності. Порівнянням цих значень із припустимими перевіряється обґрунтованість обраних розмірів, матеріалу і виду термообробки деталі. У випадку, коли отримані величини перевищують припустимі, розрахунок необхідно повторити, передбачивши зміцнення деталі чи зміну її розмірів.
Варто мати на увазі, що величина допустимих напружень і запасу міцності залежить від матеріалу, конструкції, характеру діючих навантажень.
Вихідними даними до розрахунку є:
діаметр циліндра D, хід поршня S і радіус кривошипа R, мм;
площа днища поршня Fп, мм2 (формула (2.1));
довжина шатуна L, мм (відстань між центрами поршневої і кривошипної головок) та відносна довжина шатуна (розділ 1.2);
середня кутова швидкість колінчастого вала на номінальному режимі , рад/с (формула (1.2));
максимальна кутова швидкість холостого ходу двигуна х.х.max, рад/с: для бензинових двигунівх.х.max=1,2·; для дизелівх.х.max=;
маса поршневого комплекту mп, маса шатунної групи mш та її складові mш.п і mш.к (розділ 1.2), а також маса кришки кривошипної головки mкр, яку приймають у межах mкр = (0,2÷0,28)·mш, кг;
дійсний максимальний тиск згоряння газів рzд, МПа;
максимальні значення сили інерції Pj max, сумарної сили Рmax і бічної сили Nmax, Н, за результатами динамічного розрахунку (таблиця 2.3);
креслення поперечного і поздовжнього розрізів прототипу двигуна.
Креслення прототипу є лише основою при проектуванні двигуна. Вони визначають загальне компонування і взаємне розташування деталей, вузлів і агрегатів. При проектуванні допускається (у деяких випадках є необхідним) зміна (заміна) деталей і вузлів (поршень, шатун, форма камери згоряння тощо) на більш досконалі. Прийняті рішення потрібно занотовувати у пояснювальній записці.
Розміри конструктивних елементів деталей, за винятком тих, що отримані розрахунковим шляхом при тепловому і динамічному розрахунках, приймаються за даними прототипу або за статистичними даними (Додаток Б).
Перерахування розмірів проводиться множенням виміряних окремих розмірів прототипу на масштабний коефіціент μ = D/Dпр, де Dпр – виміряний діаметр двигуна-прототипу.
Викреслювання розрізів проектованого двигуна (за виключенням ГРМ і вузлів систем змащення, охолодження і живлення) і деталювання рекомендується виконувати паралельно розрахунку відповідних деталей. При виконанні подальшого розрахунку ГРМ і систем викреслюються клапанний вузол, при необхідності – масляний і рідинний насоси, форсунка та інши елементи.
Перед початком конструювання необхідно проаналізувати конструкцію прототипа, його елементів, прийняти рішення із зміни окремих деталей, вузлів і агрегатів. Прийняті рішення і неясності конструкції уточнюються із керівником проектування.