5.2.2. Расчет стержня шатуна Исходные данные для расчета

Сжимающая сила -

Р_сж= [(р_zд- р₀)*F_п-m_j*R*²*(сos+*cos(2*))] =

= [(6,88 – 0,1)*0,0054*10⁶– 0,763*0,035*565² *(cos380+0,25*cos760)] = = 26969 Н

Растягивающая сила

Р_р=[p_г*F_п - m_j*R*²*(1+)] =

= [0,104*0,0054*10⁶- 0,763*0,035*565²*(1+0,25)] = - 9954H

L_ш= 140 мм

По табл. 13.5 получаем для рис.11

h_{ш min}= (0,5…0,55)*d_г= (0,5…0,55)*35 = 18 мм

h_ш= (1,2…1,4)*h_{ш min}= (1,2…1,4)*18 = 21,6…25,2 мм = 24 мм

b_ш= (0,5…0,6)*l_ш= (0,5…0,6)*30 = 15…18 мм

а_ш=t_ш= 2,5…4 мм = 3,5 мм

Площадь и моменты инерции расчетного сечения В-В

F_ср=h_ш*b_ш– (b_ш–a_ш) * (h_ш–2*t_ш) = 24*18-(18-3,5)*(24-2*3,5) =185,5 мм²

I_x= [b_ш*h³_ш-(b_ш-a_ш)*(h_ш-2*t_ш)³]/12 = [18*24³-(18-3,5)*(24-2*3,5)³]/12=

=14799 мм⁴

I_y= [h_ш*b³_ш-(h_ш-2*t_ш)*(b_ш-a_ш)³]/12= [24*18³-(24-2*3,5)*(18-3,5)³]/12 =

= 7345 мм⁴

Максимальное напряжение от сжимающей силы

- в плоскости качания шатуна

_{max x}=K_x*P_сж/F_ср= 1,091*26969/185,5 = 159 МПа[] = 250 МПа

где

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качания

_{max у}=K_у*P_сж/F_ср= 1,023*26969/185,5 = 149 МПа[] = 250 МПа

где

L₁=L_ш– (d+d₁)/2 = 120 – (26+54)/2 = 100 мм

Минимальное напряжение от растягивающей силы

_min=P_p/F_ср= -9954/185,5 =- 54 МПа

Среднее напряжение и амплитуда цикла

_mх= (_{max х}+_min)/2 = (159 - 54)/2 = 53 МПа

_mу= (_{max у}+_min)/2 = (149 - 54)/2 = 48 МПа

_ах= (_{max х}-_min)/2 = (159 + 54)/2 = 107 МПа

_ау= (_{max у}-_min)/2 = (149 + 54)/2 = 102 МПа

_акх=_ах*k_/(_м*_п) = 107*1,272/(0,86*0,9) = 132 МПа

_аку=_ау*k_/(_м*_п) = 102*1,272/(0,86*0,9) = 108 МПа

_акх/_mх= 176/53 = 3,3 > (_-_)/(1-_) = 0,76

_аку/_mу= 168/48 = 3,5 > (_-_)/(1-_) = 0,76

Запасы прочности определяем по пределу усталости

n_x=_-1p/(_акх+_*_mx) = 210/(132+0,12*53) = 1,32[n] = 1,5

n_x=_-1p/(_аку+_*_mу) = 210/(108+0,12*48) = 1,85[n] = 1,5

6.Расчет масляного насоса

Общее количество теплоты, выделяемой топливом в течение 1 с из теплового расчета Q₀= 250555 Дж.

Количество теплоты, отводимой маслом от двигателя

Q_м= 0,021*Q₀= 0,021*218778 = 4594 Дж/с

Циркуляционный расход масла

V_ц=Q_м/_м*c_м*T_м= 4594*10^-3/(900*2,094*10) = 2,4*10^-4м³/с

где _м= 900 кг/м³ – плотность масла;

с_м= 2,094 кДж/(кг*К) – теплоемкость масла;

Т = 10К – температура нагрева масла в двигателе.

Циркуляционный расход с учетом стабилизации давления масла в системе

V' = 2*V_ц= 2*2,4*10^-4= 4,8*10^-4м³/с

Расчетная производительность насоса

V_р=V'/_н= 4,8*10^-4/0,7 = 6,9*10^-4м³/с

где _н= 0,7 – объемный коэффициент подачи.

диаметр начальной окружности шестерни

d₀=z*m= 8*4,5 = 36 мм

где m= 4,5 мм – модуль передачи;z= 8 – число зубьев шестерни.

Диаметр внешней окружности шестерни

d=m*(z+2) = 4,5*(8+2) = 45 мм

Частота вращения шестерни n_н= 2500 мин^-1

Окружная скорость на внешнем диаметре шестерни

u_н=*d*n_н/60 =*0,045*2500/60 = 5,9 м/с

Длина зуба шестерни

Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса

где

р = 40*10⁴Па – рабочее давление масла в системе;

_м.н.= 0,87 – механический к.п.д. насоса.