- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ТЕКСТОВЫЙ РЕДАКТОР MICROSOFT WORD
- •1.1. Бланки
- •1.2. Таблицы
- •1.3. Рисунки
- •2. ТАБЛИЧНЫЙ ПРОЦЕССОР Microsoft Office Excel
- •2.1. Расчёт и построение графиков
- •2.2. Расчёты с использованием встроенных функций
- •3.1. Простые диалоговые окна
- •3.2. Переход по диалоговым окнам
- •3.3. Диалоговые окна с вкладками
- •4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ
- •Библиографический список
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ
Разработать программы расчёта нижеследующих деталей с использованием :
табличного процессора Microsoft Office Excel; |
|
С |
|
языка программирования Visual Basic of Application. Диалого- |
|
вые окна могут быть разработаны в любом из вариантов, представ- |
|
ленных в подразделах 3.1, 3.3. |
|
Исходные данные для расчёта взять из курсовых работ по дис- |
|
Напряжение |
в днище поршня |
циплинам «Теор я рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания» [8, 11], «Д нам ка двигателей» [9, 11] и курсового проекта по дисципл не «Констру рование двигателей» [10, 11] или у преподавателя.
ЗАДАНИЕ № 1
Дн ще поршня рассчитывают на изгиб от действия максималь-
|
|
|
|
|
|
|
А |
|||||||||||
ных газовых с л pmax. При этом днище условно принимают за равно- |
||||||||||||||||||
мерно нагруженную плиту, сво одно опирающуюся на цилиндр. |
||||||||||||||||||
Наибольшееизгибадавление газов достигается : |
||||||||||||||||||
у бензиновых двигателей на режиме максимального крутящего |
||||||||||||||||||
момента; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||||
дизелей на режиме максимальной мощности. |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
из |
|
|
r |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
σ |
из |
|
|
p |
max |
|
i |
, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
из |
|
|
|
|
|
|
И |
||
где М |
|
|
p |
r3 изгибающий момент; |
||||||||||||||
|
3 |
|
||||||||||||||||
|
из |
|
|
max |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
W |
|
|
1 |
r δ2 |
момент сопротивления изгибу плоского днища; |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
из |
|
3 |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
pmax = pz максимальное давление сгорания; |
||||||||||||||||||
толщина днища поршня [9]; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
r |
D |
(s t t) внутренний радиус днища; |
||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
i |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s – толщина стенки головки поршня [10]; t – радиальная толщина кольца [10];
t– радиальный зазор кольца вканавке поршня[10].
44
Допустимыенапряженияизгиба[ из]:
без рёбер жёсткости: алюминиевые сплавы 20…25 МПа, чу-
гун – 40…50 МПа;
с рёбрами жёсткости: алюминиевые сплавы 50…150 МПа, чугун – 80…200 МПа.
ЗАДАНИЕ № 2
Удельное давление поршня на стенку цилиндра
q |
Nmax |
|
– удельное давление юбки поршня, |
||
h D |
|||||
1 |
|
|
|||
|
|
ю |
|
||
С |
– удельное давление всей высоты поршня, |
||||
q |
Nmax |
||||
2 |
|
H D |
|
||
где Nmax – на |
|
|
|
нормальная сила, действующая на стенку ци- |
|
л ндра |
ра оте двигателя на режиме максимальной |
||||
при |
|||||
мощности |
определяемая в динамическом расчёте; |
||||
H – высота поршня [10]; |
hю – высотабольшаяю ки поршня [10].
Как правило q1 = 0,3…1,0 МПа, q2 = 0,2…0,7 МПа.
З Д НИЕ № 3
Напряжение в верхней кольцевой перемычке поршня |
|||||
Перемычка рассчитываетсяАкак кольцевая пластина, защемлённая |
|||||
по окружности основания канавки. Рассчитывают её на срез и на из- |
|||||
гиб от действия максимальных газовых сил. |
|
||||
Напряжение среза |
|
|
|
|
|
|
0,0314 pmax D |
|
|||
τ |
|
Д, |
|||
|
|
hп |
|
||
гдеDиhп –диаметрцилиндраитолщинаверхнейкольцевойперемычки[10]. |
|||||
Напряжение изгиба |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
||
σиз 0,0045 pzmax h |
И. |
||||
|
|
п |
|
||
Сложное напряжение по третьей теории прочности |
|||||
|
|
|
|||
σ |
σиз2 4 τ2 |
. |
|
45
Допускаемое напряжение [ ] : алюминиевые сплавы 30…40 МПа, чугун – 60…80 МПа.
ЗАДАНИЕ № 4
Напряжение овализации на внешней поверхности пальца
Расчётная сила, действующая на поршневой палец :
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P pzmax Fп k Pj , |
||||||
где k – коэфф ц ент, учитывающий массу поршневого пальца, |
||||||||||||||||
k = 0,76…0,86; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ли |
|
|
|
|
||||||||||||
pz max – макс мальное давление газов; |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
6 |
– сила инерции поршневой группы при |
||||
СP m ω R (1 λ) 10 |
|
|||||||||||||||
j |
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n = nМ N |
; |
бА |
||||||||||||||
mп – масса поршневой группы; |
|
|
||||||||||||||
λ |
R |
|
– отношен е радиуса кривошипа к длине шатуна. |
|||||||||||||
Lш |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Напряжен е овал зации пальца определяют для горизонтальной |
||||||||||||||||
и вертикальной плоскостей на внешней и внутренней плоскостях. При |
||||||||||||||||
этом оно не должно превышать 300…350 МПа. |
||||||||||||||||
В горизонтальной плоскости ( = 00) напряжение овализации |
||||||||||||||||
равно |
|
|
|
15 P |
|
(2 α) (1 α) |
|
1 |
|
|||||||
|
|
|
|
[0,19 |
|
] [0,1 (α 0,4)3], |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
00 |
l |
|
d |
|
|
|
|
Д |
||||||
|
|
|
|
|
|
п |
|
п |
|
|
|
|
|
|
где dп – наружный диаметр пальца;
lп – длина опорной поверхности пальца в головке шатуна.
В вертикальной плоскости ( = 900) напряжение овализации рас- |
||||||||
считывается как |
|
|
|
И |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
900 |
|
15 P |
[0,174 |
(2 α) (1 α) |
|
0,636 |
] [0,1 (α 0,4)3]. |
lп dп |
(1 α)2 |
|
||||||
|
|
|
|
1 α |
ЗАДАНИЕ № 5
Эпюра давления компрессионного кольца на зеркало цилиндра
Давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности вычисляется по формуле
p pср μк,
46
где к – переменный коэффициент, определяемый изготовителем в соответствии с принятой формой эпюры давления кольца на зеркало цилиндра.
Для бензинового двигателя принимаем pср = 0,186 МПа, а эпюру давления кольца каплевидной формы (рис. 32) с параметрами, представленными в табл. 12.
Таблица 12
Расчёт эпюры давлен я компрессионного кольца на зеркало цилиндра
Угол положен я |
|
|
|
|
|
|
|
давления |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
кольца, град |
1,05 |
1,04 |
1,02 |
1,00 |
1,02 |
1,27 |
1,50 |
|
|||||||
СКоэфф ц ент к |
|
|
|
|
|
|
|
Давлен е p, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
бА |
|
|
|
||||
p, МПа |
|
|
p, МПа |
|
|
|
|
0,4 |
1800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1500 |
0,3 |
|
1500 |
|
|
|
|
|
Д0 |
|
|||||
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
1200 |
0,1 |
|
|
1200 |
|
|
|
900 |
0 |
|
|
900 |
|
|
|
600 |
|
|
И |
||||
|
|
|
60 |
|
|
|
|
300 |
|
00 |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 32. Эпюра давления компрессионного кольца бензинового двигателяна зеркало цилиндра
47
ЗАДАНИЕ № 6
Расчёт коренных шеек коленчатого вала
илы и моменты, действующие на коленчатый вал, определяют при динамическом расчёте двигателя по следующим формулам:
С |
|
|
P Pг Pj , |
|
|
|
|
||
где РГ – с ла давлен |
я газа, берут из теплового расчёта, |
|||
Рj – с ла нерц |
рассчитывается по формуле |
|||
при |
|
|||
P m |
j |
r ω2 F (cos λ cos2 ), |
||
j |
|
|
п |
где mj – суммарная масса; R – рад ус кр вош па;
φ – угол поворота кривошипа, изменяется в диапазоне от 0 до 7200, расчёте ерётся через 300.
mj mп mшп ,
где mп – масса поршневой группы;
mшп – масса шатуна, отнесённая к пальцу.
|
S |
P |
, |
|
|
|
|
||
|
|
cosβ |
|
|
|
Д |
|||
где S – силаб, действующая вдольАоси шатуна [10]; |
||||
β – угол качания шатуна. |
|
|
|
И |
K |
P cos β , |
|||
|
|
cosβ |
||
|
|
|
где K – нормальная сила, действующая в плоскости кривошипа от сил газови сил инерции поступательно движущихся масс[10].
T Рsin β ,
cosβ
где Т – тангенциальная сила, действующая перпендикулярно плоскости кривошипа [10].
48
ЗАДАНИЕ № 7
Параметры процесса впуска
Плотность рабочего тела (заряда) на впуске вычисляется исходя из значений температуры и давления окружающего воздуха :
С |
|
|
|
|
|
P 106 |
|
|
|
3 |
|||
|
|
|
ρ |
0 |
|
|
|
0 |
|
|
кг/м , |
||
|
|
|
|
R Т |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
k |
|
|
|
|
где P0 |
Т0 – соответственно давление и температура окружающей среды, |
||||||||||||
|
P0=0,1 МПа, Т0 |
=293 К; |
|
|
|
|
|||||||
Потери |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Rв= 287 Дж/(кг∙град) – удельная газовая постоянная воздуха. |
|||||||||||||
|
давлен я на впуске определяют из уравнения Бернулли |
||||||||||||
|
Р |
|
(β2 ξ |
|
|
) |
ωвп2 |
|
ρ |
|
10 6 МПа, |
||
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
a |
|
|
|
вп |
|
|
|
0 |
|
|||
где |
– коэфф ц ент затухания скорости движения воздуха в сече- |
||||||||||||
|
н ц л ндра; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
вп |
– коэфф ц ент сопротивления впускной системы, отнесён- |
||||||||||||
|
ный к на |
|
олее узкому её сечению; |
||||||||||
ωвп |
|
А |
|||||||||||
– средняя скорость потока воздуха в наименьшем сечении |
|||||||||||||
|
впускнойбсистемы; |
|
|||||||||||
0 |
– плотность воздуха на впуске. |
|
|
В современных автомо ильных двигателях на номинальном ре-
жиме (β2 ξвп) 2,5...4,0.
Скорость свежего заряда в проходном сечении клапана определяют по формуле
ωвп |
0,05433 Sп nN |
|
Fп |
м/с. |
||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
f |
кл |
И |
|
|
|
|
|
|
|
||
Ход поршня |
|
|
Д |
|||||
|
Sп |
|
30 CN |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
nN |
|
|
|
Средняя скорость поршня на номинальном режиме работы двигателя принимается равной CN = 8…11 м/с.
Отношение площади поршня к проходному сечению впускного клапана принимают равным Fп/fкл = 5,0.
Давление в конце впуска определяет количество рабочего тела, поступающего в цилиндр
Рa Р0 Ра МПа.
49
Создать |
|
5. ТРЁХМЕРНОЕ ТВЁРДОТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ |
|
|
КОМПАС-3D |
и |
|
рабочий чертёж 2-D трёхмерную модель 3-D любого ракурса в системе трёхмерного твёр- |
|
дотельного моделирован я КОМПАС-3D. |
|
|
ЗАДАНИЕ № 1 |
б |
|
|
А |
|
Д |
|
И |
|
Рис. 33. Рабочий чертёж гильзы |
50
С |
|
и |
|
б |
|
А |
|
Д |
|
Рис. 34. Гильза |
И |
|
51
С ЗАДАНИЕ № 2
и б А Д И
Рис. 35. Рабочий чертёж крышки подшипника
52
Си б А Д
Рис. 36. Крышка подшипникаИ
53
С |
ЗАДАНИЕ № 3 |
и |
|
б |
|
А |
|
|
Д |
|
И |
Рис. 37. Рабочий чертёж маховика |
54
С |
|
и |
|
б |
|
А |
|
Д |
|
Рис. 38. Маховик |
И |
|
55
С ЗАДАНИЕ № 4
и б А Д И
Рис. 39. Рабочий чертёж корпуса распылителя
56
Си б А Д Рис. 40. Корпус распылителяИ
57
С ЗАДАНИЕ № 5
и б А Д И
Рис. 41. Рабочий чертёж коленчатого вала дизеля -35
58
Си б А Д Рис. 42. Коленчатый вал дизеляИ-35
59
С ЗАДАНИЕ № 6
и б А Д И
Рис. 43. Рабочий чертёж коленчатого вала дизеля Д-54
60
Си б А Д
Рис. 44. Коленчатый вал дизеляИ-54
61
С ЗАДАНИЕ № 7
и б А Д И
Рис. 45. Сборочный чертёж коленчатого вала КАМАЗ-740
62
Си б А Д
Рис. 46. Коленчатый вал КАМАЗИ-740
63
С ЗАДАНИЕ № 8
и б А Д И
Рис. 47. Рабочий чертёж коленчатого вала двигателя ЗиС-120
64
Си б А Д
Рис. 48. Коленчатый вал двигателяИЗиС-120
65
С |
ЗАДАНИЕ № 9 |
и |
|
б |
|
А |
|
|
Д |
|
И |
Рис. 49. Рабочий чертёж стойки коромысел |
66
Си б А Д Рис. 50. Стойка коромыселИ
67
С ЗАДАНИЕ № 10
и б А Д И
Рис. 51. Рабочий чертёж шкива коленчатого вала
68
Си б А Д
Рис. 52. Шкив коленчатогоИвала
69