Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ - ААХ-31.DOC
Скачиваний:
108
Добавлен:
30.10.2018
Размер:
3.05 Mб
Скачать

5.3. Расчет поршневого кольца.

Поршневое кольцо проверяется на поперечный изгиб как защемленная консоль, нагруженная распределенной нагрузкой по заданной эпюре от действия собственных сил упругости при установке кольца в цилиндр.

Среднее радиальное давление кольца на стенку цилиндра должно обеспечивать достаточную герметичность камеры сгорания при минимально возможных потерях на трение и незначительных износах самих колец и цилиндров.

,

,

где Е = 1•105 МПа - модуль упругости первого рода для колечного чугуна;

А0- Зазор в замке поршневого кольца в свободном состоянии;

t - радиальная толщина кольца;

D - диаметр цилиндра.

По статистическим данным:

= 24 при D= 121,1

= 3,5

Рекомендуется иметь Рср = (0,14...0,4), Рср = 0,1821 МПа. Максимальное напряжение поперечного изгиба кольца - в рабочем состоянии:

,

≤ [] =450 МПа

при надевании кольца на поршень:

.

≤ [] =450.

В этих формулах:

m= 1,57 - коэффициент, зависящий от способа надевания кольца на поршень;

[] = 220...450 - допускаемое напряжение изгиба для колечного чугуна, МПа

Монтажный зазор в замке поршневого кольца в холодном состоянии:

,

где min = 0,06...0,1 мм - минимально допустимый зазор в замке кольца при работе.

1/К - коэффициент линейного расширения материала поршневого кольца и гильзы цилиндра;

Тк, Тц - температуры соответственно кольца и цилиндра в рабочем состоянии. При жидкостном охлаждении Тк=(475...575)К, Тк=575 К; Тц=(385...390)К, Тц=390К.

То =293 К - температура окружающей среды.

Материалом колец является специальный обычный чугун.

6. Расчет деталей шатунной группы.

6.1. Расчет шатуна.

Верхняя головка шатуна.

Верхняя головка шатуна проверяется на разрыв в опасном диаметральном сечении I-I (рис. 3) от сил инерции поршневой группы и верхней половины головки. Расчетный режим - режим максимальной частоты вращения при холостом ходе.

Рис.2. К расчету деталей шатунной группы

Расчетная суммарная сила инерции в ВМТ в конце такта выпуска:

,

МПа,

где = (0,06...0,09) =300*0.09= 27- конструктивная масса верхней головки шатуна, расположенной выше сечения I - I, кг/м2;

здесь - конструктивная масса шатуна, принятая в динамическом расчете, кг/м2.

Максимальное напряжение разрыва в сечении 1-1:

,

≤[p]=50 МПа,

где =0,0005867 площадь расчетного сечения I-I, м2; здесь dвг и dр - соответственно наружный диаметр верхней головки шатуна и диаметр расточки под втулку, м,

[p] =20…50 МПа.

Таблица 1

Размеры элементов шатунной группы

Размер

Карбюраторные двигатели, м

dр

0,018

dвг

0,033

lвг

0,042

hвг

0,005

вг

0,002

dшш

0,07

вкл

0,004

Сб

0,105

lкр

0,049

hш

0,03

bш

0,026

аш=tш

0,005

hкр

0,014

Расчет стержня шатуна.

Стержень шатуна проверяется в сечении II – II (рис. 3) на сжатие с учетом продольного изгиба под действием суммарных сил (газовых и инерционных) на режиме максимального крутящего момента МН:

,

МН

где =8,82 давление газов в момент вспышки на режиме максимального крутящего момента, МПа;

=0,0108 площадь днища поршня, м2;

Нормальное напряжение сжатия с учетом продольного изгиба в плоскости качания шатуна:

МПа,

где - коэффициент, учитывающий увеличение нормальных напряжений сжатия за счет продольного изгиба в плоскости качания шатуна; = здесь -предел упругости материала шатуна, МПа;

Е = 2...2,2 105 - модуль упругости материала шатуна, МПа;

=0,24 длина шатуна, м;

- момент инерции сечения II –II относительно оси х – х,

м4;

Площадь сечения II – II,

Нормальное напряжение сжатия с учетом продольного изгиба в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна:

,

МПа,

где

,

коэффициент, учитывающий увеличение нормальных напряжений за счет продольного изгиба в плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна;

здесь

м4.

- осевой момент инерции сечения II - II относительно оси у – у, м4.

м.

[] = 200 МПа - допускаемое напряжение сжатия для стали 40Х – материала шатуна.