1288
.pdf16.Колчин А. И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – М.: Высш. шк., 2003. – 496 с.
17.Двигатели внутреннего сгорания: в 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование двигателей.: учеб. для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров и др.; под
ред. В.Н. Луканина, М.Г. Шатрова. М.: Высшая школа, 2007. 319 с.
18.Чайнов Н.Д. Конструирование двигателей внутреннего сгорания. / Н.Д. Чайнов –М.: Машиностроение, 2008. – 496 с.
19.Холмянский И.А. Конструирование двигателей внутреннего сгорания: конспект лекций / И.А. Холмянский. – Омск: СибАДИ, 2010. – 153 с.
20.Расчёт коленчатого вала: методические указания к курсовому и дипломному проектированию по ДВС / Сост. П.Л. Шевченко. – Омск: Изд-во Си-
бАДИ, 2008. – 12 с.
70
Приложение А
Форма бланка заданияна курсовойпроект
ТЕХНИЧЕСКОЕЗАДАНИЕНАПРОЕКТИРОВАНИЕДВИГАТЕЛЯ
Двигатель
Максимальная мощность
Обороты при максимальной мощности
Степень сжатия
1.Подготовить таблицу с основными техническими данными двигателя. При составлении исходных данных для расчёта использовать приложение Б.
2.Оформить технические характеристики двигателя.
3.Предъявить преподавателю техническое задание в электронном виде и распечатку.
Срок сдачи технического задания
71
Приложение Б
Форма таблицы заполнения расчётных данных
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Тип двигателя – бензиновый или дизель.
Материалы: поршней, гильз цилиндров, компрессионных колец, поршневых пальцев, шатунов, втулок шатунных головок, шатунных болтов, шпилек головки блока цилиндров, коленчатого вала.
Данные для расчёта
Параметр |
Обозначение |
Значение |
1 |
2 |
3 |
Диаметр цилиндра, мм |
D |
|
Ход поршня, мм |
S |
|
Радиус кривошипа, мм |
R |
|
Действительное максимальное давление |
pz д |
|
сгорания при nм = 3200 об/мин, МПа |
|
|
|
|
|
Давление сгорания при nN = 5600 об/мин, |
pд |
|
МПа |
|
|
|
|
|
Площадь поршня, см2 |
Fп |
|
Наибольшая нормальная сила при = 3700, |
Nmax |
|
МН |
|
|
|
|
|
Масса поршневой группы, кг |
mп |
|
Масса шатунной группы, кг |
mш |
|
Максимальная частота вращения при |
nхх max |
|
холостом ходе, об/мин (рад/с) |
( хх max) |
|
Степень повышения давления |
|
|
Толщина днища поршня, мм |
|
|
Высота поршня, мм |
H |
|
Высота юбки поршня, мм |
hю |
|
Радиальная толщина кольца, мм |
t |
|
Радиальный зазор кольца в канавке поршня, |
t |
|
мм |
|
|
|
|
|
Толщина стенки головки поршня, мм |
s |
|
Величина верхней кольцевой перемычки, мм |
hц |
|
Число масляных каналов в поршне |
nп' |
|
Диаметр масляных каналов в поршне, мм |
dм |
|
Наружный диаметр пальца, мм |
dп |
|
Внутренний диаметр пальца, мм |
dв |
|
72
|
|
|
|
Продолжение прил. Б. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
3 |
||||
Длина пальца, мм |
|
|
|
lп |
|
|
|
|
Длина втулки шатуна, мм |
|
lш |
|
|
|
|
||
Расстояние между торцами бобышек, мм |
|
|
|
b |
|
|
|
|
Наружный диаметр поршневой головки |
|
dг |
|
|
|
|
||
шатуна, мм |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутренний диаметр поршневой головки |
|
|
|
d |
|
|
|
|
шатуна, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиальная толщина стенки поршневой |
h |
|
dг d |
|
|
|
||
головки шатуна, мм |
г |
2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
Радиальная толщина стенки втулки, мм |
sв |
|
|
d d |
ц |
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
|
|
|
|
||
Диаметр шатунной шейки, мм |
|
dшш |
|
|
|
|
||
Толщина стенки вкладыша, мм |
|
|
|
tв |
|
|
|
|
Длина кривошипной головки, мм |
|
|
|
lк |
|
|
|
|
Расстояние между шатунными болтами, мм |
|
Cб |
|
|
|
|
||
Высота среднего сечения стержня шатуна, |
|
hш |
|
|
|
|
||
мм |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ширина полки среднего сечения стержня |
|
bш |
|
|
|
|
||
шатуна, мм |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина среднего сечения стержня шатуна, |
|
aш |
|
|
|
|
||
мм |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высота полки среднего сечения стержня |
|
tш |
|
|
|
|
||
шатуна, мм |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальный диаметр шатунного болта, мм |
|
dшб |
|
|
|
|
||
Номинальный диаметр шпильки блока, мм |
|
|
|
d |
|
|
|
|
Внутренний диаметр резьбы шпильки блока, |
dв |
d 1,4t |
|
|||||
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
Шаг резьбы шатунного болта, мм |
|
tшб |
|
|
|
|
||
Шаг резьбы шпильки блока, мм |
|
|
|
t |
|
|
|
|
Число шатунных болтов |
|
iшб |
|
|
|
|
||
Число шпилек головки блока на один |
|
iшш |
|
|
|
|
||
цилиндр |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры конструкционных материалов |
||||||||
Коэффициент линейного расширения |
|
п |
|
|
|
|
||
материала поршня, 1/К |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент линейного расширения |
|
ц |
|
|
|
|
||
материала гильзы цилиндра, 1/К |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент линейного расширения |
|
г |
|
|
|
|
||
материала шатуна, 1/К |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент линейного расширения |
|
в |
|
|
|
|
||
материала втулки, 1/К |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73
|
|
Окончание прил. Б. |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
Модуль упругости материала кольца, МПа |
Ек |
|
|
Модуль упругости материала поршневого |
Еп |
|
|
пальца (палец плавающего типа), МПа |
|
|
|
|
|
|
|
Модуль упругости материала шатуна, МПа |
Еш |
|
|
Модуль упругости материала втулки, МПа |
Ев |
|
|
Модуль упругости материала гильзы, МПа |
Е |
|
|
74
Приложение В
Механические свойства конструкционных материалов, МПа
Марка |
|
|
|
|
|
|
материала |
в |
т |
1 |
1р |
т |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Углеродистые стали |
|
|
|
|
10 |
320…420 |
180 |
160 |
120…150 |
140 |
80…120 |
15 |
350…450 |
200 |
170 |
120…160 |
140 |
85…130 |
20 |
400…500 |
240 |
170…220 |
120…160 |
160 |
100…130 |
25 |
430…550 |
240 |
190 |
|
|
|
30 |
480…600 |
280 |
200…270 |
170…210 |
170 |
110…140 |
35 |
520…650 |
300 |
220…300 |
170…220 |
190 |
130…180 |
40 |
570…700 |
310…400 |
230…320 |
180…240 |
|
140…190 |
45 |
600…750 |
340 |
250…340 |
190…250 |
220 |
150…200 |
50 |
630…800 |
350 |
350 |
200…260 |
|
160…210 |
65 |
750…1000 |
380 |
380 |
220… |
260 |
170…210 |
|
|
Легированные стали |
|
|
|
|
20Г |
480…580 |
480 |
250 |
180 |
170 |
90 |
20Х |
650…850 |
400…600 |
310…380 |
230 |
360 |
230 |
30Х |
700…900 |
600…800 |
360 |
260 |
420 |
220 |
30ХМА |
950 |
750 |
470 |
|
|
|
35Г2 |
680 |
370 |
260 |
190 |
240 |
160 |
35Х |
950 |
750 |
|
|
|
|
35ХМА |
950 |
800 |
|
|
|
|
38ХА |
950 |
800 |
|
|
|
|
40Х |
750…1050 |
650…950 |
320…480 |
240…340 |
|
210…260 |
40ХН |
1000…1450 |
800…1300 |
460…600 |
320…420 |
390 |
240 |
40Г |
640…760 |
360 |
250 |
180 |
210 |
150 |
45Х |
850…1050 |
700…950 |
400…500 |
|
|
|
45Г2 |
700…920 |
420 |
310…400 |
210 |
260 |
180…220 |
50ХН |
1100 |
850 |
550 |
|
|
|
50Г |
650…850 |
370 |
290…360 |
|
|
|
60Г |
670…870 |
340 |
250…320 |
210 |
250 |
170 |
65Г |
820…920 |
400 |
300 |
220 |
260 |
180 |
12ХНЗА |
950…1400 |
700…1100 |
420…640 |
270…320 |
400 |
220…300 |
18ХН24А |
1100 |
850 |
|
|
|
|
18ХНВА |
1150…1400 |
850…1200 |
540…620 |
360…400 |
550 |
300…360 |
20ХНЗА |
950…1450 |
850…1100 |
430…650 |
310 |
|
240…310 |
25ХНМА |
1150 |
|
|
|
|
|
25ХНВА |
1100…1150 |
950…1050 |
460…540 |
310…360 |
|
280…310 |
30ХГСА |
1100 |
850 |
510…540 |
500…530 |
|
220…245 |
37ХНЗА |
1150…1600 |
1000…1400 |
520…700 |
|
|
320…400 |
40ХНМА |
1150…1700 |
850…1600 |
550…700 |
|
700 |
300…400 |
75
Окончание прил. В.
Марка |
в |
вс |
|
ви |
т |
-1 |
-1 |
материала |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Серые чугуны |
|
|
|
|
СЧ 15-32 |
150 |
650 |
|
320 |
240 |
70 |
50 |
СЧ 21-40 |
210 |
750 |
|
400 |
280 |
100 |
80 |
СЧ 24-44 |
240 |
850 |
|
440 |
300 |
120 |
100 |
СЧ 28-48 |
280 |
1000 |
|
480 |
350 |
140 |
110 |
СЧ 32-52 |
320 |
1100 |
|
520 |
390 |
140 |
110 |
СЧ 35-56 |
350 |
1200 |
|
560 |
400 |
150 |
150 |
СЧ 38-60 |
380 |
1300 |
|
600 |
460 |
150 |
115 |
|
|
Высокопрочные чугуны |
|
|
|||
ВЧ 45-0 |
450 |
|
|
700 |
|
|
|
ВЧ 45-5 |
450 |
|
|
700 |
|
|
|
ВЧ 40-10 |
400 |
|
|
700 |
|
|
|
ВЧ 50-1,5 |
500 |
|
|
900 |
|
|
|
ВЧ 60-2 |
600 |
|
|
1100 |
|
|
|
|
|
Ковкие чугуны |
|
|
|
||
КЧ 30-6 |
300 |
|
|
490 |
|
|
|
КЧ 33-8 |
330 |
|
530 |
||||
КЧ 35-10 |
350 |
|
|
570 |
|
|
|
КЧ 37-12 |
370 |
|
|
580 |
|
|
|
КЧ 45-6 |
450 |
|
|
700 |
|
|
|
КЧ 50-4 |
50 |
|
|
800 |
|
|
|
КЧ 60-3 |
60 |
|
|
950 |
|
|
|
76
Приложение Г
Показатели материалов для изготовления деталей двигателей внутреннего сгорания
|
|
Сталь |
|
Титановый |
Алюми- |
Композит |
|
Сталь |
Сталь |
сплав |
ниевый |
||
Наименование |
40ХН |
40ХН2МА |
18Х2Н4МА |
Ti-6Al-4V |
сплав |
Д16Т+ |
|
|
(SAE-4349) |
|
(США) |
Д16Т |
16% SiC |
|
|
|
|
|
||
Плотность , г/см3 |
7,85 |
7,85 |
7,95 |
4,43 |
2,8 |
2,9 |
Твердость, НВ |
200…320 |
217…333 |
262…400 |
255…340 |
105 |
|
Предел прочности |
910 |
1000 |
940…1470 |
930 |
460 |
547 |
при растяжении в, |
||||||
МПа |
|
|
|
|
|
|
Предел текучести |
710 |
850 |
710…1170 |
862 |
300 |
465 |
при растяжении 0,2, |
||||||
МПа |
|
|
|
|
|
|
Предел текучести |
710 |
850 |
710…1170 |
917 |
285 |
– |
при сжатии 0,2, МПа |
||||||
Модуль нормаль- |
|
|
|
|
|
|
ной упругости при |
204 |
204 |
150 |
105…115 |
71 |
110 |
растяжении Е 10-3, |
||||||
МПа |
|
|
|
|
|
|
Предел выносли- |
392…490 |
447 |
475…774 |
560 |
135 |
|
вости -1, МПа |
|
|
|
|
|
|
Удельная проч- |
8,3 |
10,8 |
8,3…14,7 |
19,46 |
10,7 |
16 |
ность при растяжении |
||||||
0,2/ * 10-3, м |
|
|
|
|
|
|
Удельная проч- |
8,3 |
10,8 |
8,3…14,7 |
20,7 |
10,18 |
– |
ность при сжатии |
||||||
0,2/ * 10-3, м |
|
|
|
|
|
|
Удельная жест- |
2600 |
2600 |
1890 |
2370…2600 |
2530 |
3800 |
кость |
||||||
Е/ * 10-3, м |
|
|
|
|
|
|
Удельная вынос- |
5…6,24 |
5,7 |
6…9,7 |
12,64 |
4,8 |
– |
ливость -1/ * 10-3, м |
Примечание. = ∙∙g, где – плотность; g=9,81 м/с2.
77
Учебное издание
Расчёт на прочность деталей кривошипно-шатунного механизма
двигателей внутреннего сгорания
Учебно-методическое пособие к курсовому проекту по дисциплине «Конструирование двигателей»
Составитель: Валерий Анатольевич Каня Владимир Сергеевич Пономаренко
***
Редактор Н.И. Косенкова
***
Подписано к печати 28.09.2012 Формат 60 90 1/16. Бумага писчая Оперативный способ печати Гарнитура Times New Roman Усл. п. л. , уч.-изд. л.
Тираж 70 экз. Заказ № ___
Цена договорная
Издательство СибАДИ 644099, г. Омск, ул. П. Некрасова, 10
Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ
78