Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму двигуна

Розрахунок тракторного двигуна. Визначення сили й моментів, що діють у відсіку двигуна. Розрахунок навантаження, діючого на шатунні і корінні шийки і підшипники. Ступінь нерівномірності обертання колінчатого валу. Аналіз зовнішньої зрівноваженності.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 24.08.2011
Размер файла 1,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство Освіти і Науки України

Національний техничний університет

,,Харківский політехничний інститут”

Кафедра двигунів внутрішнього згорання

Курсовий проект

,,Динамічний розрахунок кривошипношатунного механізму двигуна”

по курсу ,,Конструкція і динаміка ДВЗ ”

Харків 2011

ЗАВДАННЯ

Виконати динамічний розрахунок тракторного двигуна СМД21, визначити сили й моменти, що діють у відсіку двигуна, а також навантаження, діючі на шатунні і корінні шийки і підшипники, крутні моменти, що передаються до корінних шийок.

На основі динамічного розрахунку визначити ступінь нерівномірності обертання колінчатого валу.

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка: 49 с., 12 рис., 8 табл., 4 джерела.

Ключові слова: КРИВОШИПНОШАТУННИЙ МЕХАНІЗМ, ДВИГУН, КОЛІНВАЛ, ВІДСІК ДВИГУНА, КОРІННА ШИЙКА, ШАТУННА ШИЙКА, ШАТУННИЙ ПІДШИПНИК, КОРІННИЙ ПІДШИПНИК, ГОДОГРАФ, НЕРІВНОМІРНІСТЬ ОБЕРТАННЯ.

В данній роботі виконаний динамічний розрахунок тракторного двигуна на базі СМД21, визначені сили та моменти діючі у відсіку двигуна, а також навантаження діючі на шатунну шийку та підшипник, обертові моменти на корінних шийках. На основі вихідних даних побудовані годографи навантажень.

На основі динамічного розрахунку визначено ступінь нерівномірності обертання колінчатого валу. Перевірено вал на міцність.

ВСТУП

Динамічний розрахунок кривошипношатунного механізму (КШМ) є одним з найважливіших етапів проектування нових та модернізації існуючих двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ).

Умови роботи деталей КШМ характеризуються зусиллями, що виникають в них за різних режимів роботи двигуна. Величина і характер зміни механічних навантажень, що приходяться на ці деталі визначається на основі дослідження кривошипношатунного механізму. Динамічному розрахунку передує тепловий розрахунок, що забезпечує можливість вибору основних розмірів двигуна і знаходження тиску газів в циліндрі двигуна.

Аналіз усіх сил, діючих в КШМ, необхідний для розрахунку двигуна на міцність і визначення навантажень в підшипниках. Сили, діючі в КШМ поділяються на сили тиску газів, сили інерції рухомих мас в механізмі і сили тертя. У свою чергу сили інерції рухомих мас поділяються на сили інерції возвратнопоступово рухающихся мас і сили інерції обертаючихся мас. При цьому також проводиться аналіз врівноваженості двигуна.

1. ПОДГОТОВКА ВИХІДНИХ ДАННИХ

1.1 Данні двигуна

Результати розрахунку робочого процесу дизеля з наддувом

ВИХІДНІ ДАННІ

Частота обертання к.в.: 1800 об/мин

Діаметр циліндра: 0,120 м

Ход поршня: 0,140 м

Ступінь стиску: 16,0

Число циліндрів: 4

Довжина шатуна: 0,250 м

ККД турбокомпрессора: 0,55

РОЗМІРИ ЦИЛІНДРА

Робочий об'єм циліндра: 1,583E3 м куб

Об'єм камери стиску: 1,056E4 м куб

ПАРАМЕТРИ ПОВІТРЯ

Теор. необхід. кілть повітря: 0,497 кмоль пов/кг пал

Хімічний коеф. молекулярної зміни: 1,035

Коеф. надлишку повітря: 1,91

Сумарний коеф. надлишку повітря: 1,91

ПАРАМЕТРИ НАДДУВА

Тиск наддува: 0,1982 МПа

Ступінь підвищення тиску в нагнітачі: 2,0313

Тиск газів на випуску: 0,1611 МПа

Температура після нагнітача: 377 К

Температура після повітроохолоджувача: 333 К

Ефективність повітроохолоджувача: 0,52

ПАРАМЕТРИ НАПОВНЕННЯ

Підігрів заряду при наповненні: 57,4 К

Коефіцієнт наповнення: 1,582

Потенціальний заряд циліндра: 6,584E5

Коеэф. залишкових газів: 0,062

Кількість свіжої суміші: 1,042E4 кмоль/цикл

Кількість суміші вкінці наповнення: 1,139E4 кмоль/цикл

Об'єм вкінці наповнення: 1,689E3 м куб

Температура вкінці наповнення: 353 К

Тиск вкінці наповнення: 0,198 МПа

Коэффициент утечки продувочного воздуха: 0

ПАРАМЕТРИ СТИСКУ

Показник адіабати стиску: 1,366

Кількість робочого тіла вкінці стиску: 1,339E4 кмоль/цикл

Об'єм вкінці стиску: 1,056E4 м куб

Температура вкінці стиску: 974 К

Тиск вкінці стиску: 8,7405 МПа

ПАРАМЕТРИ СГОРАННЯ

Ступінь підвищення тиску: 1,32

Повний коефіцієнт молекулярної зміни: 1,033

Кількість суміші вкінці згоряння: 1,176E4 кмоль/цикл

Об'єм вкінці згоряння: 1,534E4 м куб

Температура вкінці згоряння: 1804 К

Максимальний тиск циклу: 11,5 МПа

Кут максимального тиску циклу: 18 гр

ПАРАМЕТРИ РОЗШИРЕННЯ

Показник адіабати розширення: 1,213

Кількість робочого тіла вкінці розширення: 1, 176E4 кмоль/цикл

Об'єм вкінці розширення: 1,416E3 м куб

Температура вкінці розширення: 1124 К

Тиск вкінці розширення: 0,7761 МПа

ІНДИКАТОРНІ ПОКАЗНИКИ

Повна ступінь розширення: 11,008

Середній індикаторний тиск: 1,3553 МПа

Індикаторна робота: 2146 Дж/цикл

Індикаторна потужність: 128,76 кВт

Індикаторний ККД: 0,461

Удельна індикаторна витрата палива: 184,4 г/кВтч

Середній тиск насосних ходів: 0,0284 МПа

Робота насосних ходів: 44,9 Дж/цикл

Потужність насосних ходів: 2,7 кВт

Доля насосних ходів: 0,010

ЕФЕКТИВНІ ПОКАЗНИКИ

Середня швидкість поршня: 8,4 м/с

Середній тиск механічних втрат: 0,1674 МПа

Робота механічних втрат: 265,1 Дж/цикл

Потужність механічних втрат: 15,9 кВт

Доля механічних втрат: 0,057

Середній ефективний тиск: 1,1579 МПа

Ефективна робота: 1836 Дж/цикл

Ефективна потужність: 110,16 кВт

Ефективний ККД: 0,395

Удельні ефективні витрати палива: 215,9 г/кВтч

Механічний ККД: 0,856

Часові витрати палива: 23,78 кг/ч

Циклова подача: 1,101E04 кг/цикл

Коеф. наповн. по параметрам перед клапанами: 0,919

ПАРАМЕТРИ ТУРБОКОМПРЕСОРА

Потужність нагнітача: 15,57 кВт

Температура перед турбіною: 913 К

Температура після турбини: 839 К

Потужність турбіни: 15,89 кВт

ККД турбіни: 0,72

Механічний ККД турбокомпресора: 0,98

Таблица 1.1 Диаграмма сжатия - сгорания расширения

Alfa V p

180 1,689E3 0, 237

190 1,680E3 0, 239

200 1,654E3 0, 244

210 1,611E3 0, 253

220 1,549E3 0, 267

230 1,471E3 0, 286

240 1,376E3 0, 314

250 1,266E3 0, 351

260 1,142E3 0, 404

270 1,008E3 0, 480

280 8,673E4 0, 589

290 7,243E4 0, 753

300 5,845E4 1, 010

310 4,534E4 1, 428

320 3,366E4 2, 145

330 2,393E4 3, 417

340 1,663E4 5, 619

350 1,209E4 8, 680

360 1,056E4 10, 451

360 1,056E4 13, 000

379 1,620E4 13, 000

380 1,663E4 12, 584

390 2,393E4 8, 005

400 3,366E4 5, 242

410 4,534E4 3, 621

420 5,845E4 2, 641

430 7,243E4 2, 024

440 8,673E4 1, 618

450 1,008E3 1, 342

460 1,142E3 1, 149

470 1,266E3 1, 012

480 1,376E3 0, 912

490 1,471E3 0, 839

500 1,549E3 0, 787

510 1,611E3 0, 750

520 1,654E3 0, 726

530 1,680E3 0, 712

540 1,689E3 0, 707

1.2 Данні шатуннопоршневої групи

Маса поршня mп, кг: 3,1

Маса шатуна mL, кг: 4,3

Длина шатуна L, мм: 250

Відстань між віссю ваги шатунного підшипника до центра ваги шатуна LB, мм: 80

1.3 Данні колінчатого валу

Матеріал колінчатого вала: Сталь 45

Діаметр шатунної шийки d, мм: 78

Діаметр отвору в шатунній шийці d1, мм: 31

Довжина шатунної шийки с, мм: 51

Діаметр корінної шийки D, мм: 92

Діаметр отвору у корінній шийці D1 , мм: 0

Довжина корінних шийок а, мм: а0,1=58; а1,2= а3,4=44; а2,3=64; а4,к=65

Ширина щоки h, мм: 150

Висота щоки H, мм: 175

Товщина щоки b, мм: 27

Масовий момент інерції маховика ?м, кг*м2: 2,4

1.4 Підготовка додаткових вихідних данних

Площа поршня Fп, м2

де Dц - діаметр циліндра двигуна.

Радіус кривошипа R, м

де S - хід поршня, м.

Конструктивний параметр КШМ

Кутова швидкість обертання колінчатого валу щ, рад/с

Прямолінійно рухома маса в циліндрі двигуна ma, кг

Обертова маса шатуна mBL, кг

Маса шатунної шійки зведена до її осі mш, кг

де Э зміщення осі отвору в шатунній шійці відносно шатунної шійки

с густина матеріалу колінчатого валу

Маса щоки, зведена до осі шатунної шійки mщ, кг,

де Хщ відстань між віссю обертання кривошипу до центру маси щоки

Приведена маса кривошипа mk, кг

Обертова маса у відсіці двигуна mВ, кг

Сила інерції обертової маси Рив, кН

Сила інерції обертової частини шатуна РивL, кН

1.5 Скруглення індикаторної діаграми

Тиск при = 360?, МПа:

е рс - тиск в циліндрі вкінці такту стиснення;

рz - максимальний тиск циклу.

2. РОЗРАХУНОК СИЛ І ОБЕРТОВОГО МОМЕНТУ У ВІДСІЦІ

ДВИГУНА

Рисунок 2.1 - Схема сил у відсіці двигуна

Для розрахунку обертового моменту використовуються наступні залежності.

Сила тиску газів, кН

де рг - тиск газів у циліндрі, Мпа.

Прискорення поршня, м/с2

,

Сила інерції прямолінійно рухомої маси, кН

.

Сумарна сила в точці А, кН

.

Кут між віссю шатуна та віссю циліндра , градуси:

Нормальна сила, що передається поршнем на стінки циліндра, кН

Сила, що передається по шатуну на кривошип, кН

.

Радіальна складова сили QA на кривошипі, кН

Повна радіальна сила у відсіці двигуна, кН

Тангенціальна складова сили QA на кривошипі, кН

.

Крутний момент на кривошипі, кН•м

.

Результати розрахунку представлені у таблиці 2.1.

За результатами розрахунку построєні графіки:

1) Рг,Риа,РА = f(б) - рис 2.2;

2) NA, QA, ZA, ТА = f(б) - рис 2.3;

3) Z, = f(б) - рис 2.4.

Похибка розрахунку

,

де Мi - значення індикаторного обертового моменту, кН•м,

,

де Рi - середній індикаторний тиск, МПа

РНП - тиск насосних втрат, МПа

Vh - об'єм двигуна;

Z0 - число циліндрів у відсіці двигуна;

ф - тактність двигуна;

Мкср - середнє поточне значення обертового моменту, кН•м,

,

де Мкі - текущее значение крутящего момента, кН•м,

Розбіжність між і складає =7,82%, що допустимо.

Таблица 2.1 Розрахунок сил і обертового моменту у відсіці двигуна

б

в

рг

A

Pia

Pa

Na

Qa

Za

Z

Ta

M

0

0

0,167

0,757

3180,31

14,235

13,478

0

13,478

13,478

35,028

0

0

10

2,7869

0,161

0,689

3100,61

13,878

13,189

0,642

13,205

12,877

34,427

2,923

0,205

20

5,4954

0,158

0,655

2867,71

12,836

12,180

1,172

12,237

11,045

32,595

5,267

0,369

30

8,0478

0,157

0,644

2499,59

11,188

10,544

1,491

10,649

8,386

29,936

6,563

0,459

40

10,3686

0,16

0,678

2024,13

9,060

8,382

1,534

8,521

5,435

26,985

6,563

0,459

50

12,3858

0,164

0,723

1476,28

6,608

5,885

1,292

6,025

2,793

24,343

5,339

0,374

60

14,0334

0,169

0,780

894,46

4,004

3,224

0,806

3,323

0,914

22,464

3,195

0,224

70

15,2549

0,174

0,836

316,86

1,418

0,582

0,159

0,603

0,050

21,600

0,601

0,042

80

16,0065

0,177

0,870

222,29

0,995

1,865

0,535

1,940

0,203

21,753

1,930

0,135

90

16,2602

0,179

0,893

695,69

3,114

4,007

1,169

4,174

1,169

22,719

4,007

0,280

100

16,0065

0,181

0,915

1085,19

4,857

5,773

1,656

6,005

2,633

24,183

5,397

0,378

110

15,2549

0,183

0,938

1382,72

6,189

7,127

1,944

7,387

4,264

25,814

6,032

0,422

120

14,0334

0,186

0,972

1590,16

7,118

8,089

2,022

8,338

5,796

27,346

5,995

0,420

130

12,3858

0,189

1,006

1717,89

7,689

8,695

1,909

8,902

7,052

28,602

5,433

0,380

140

10,3686

0,191

1,028

1782,52

7,979

9,007

1,648

9,156

7,959

29,509

4,527

0,317

150

8,0478

0,194

1,062

1803,90

8,074

9,136

1,292

9,227

8,558

30,108

3,449

0,241

160

5,4954

0,195

1,074

1801,85

8,065

9,139

0,879

9,181

8,888

30,438

2,299

0,161

170

2,7869

0,197

1,096

1793,13

8,026

9,122

0,444

9,133

9,061

30,611

1,147

0,080

180

0

0,198

1,107

1788,93

8,007

9,115

0

9,115

9,115

30,665

0

0

190

2,7869

0,199

1,119

1793,13

8,026

9,145

0,445

9,156

9,083

30,633

1,150

0,080

200

5,4954

0,204

1,175

1801,85

8,065

9,240

0,889

9,283

8,987

30,537

2,325

0,163

210

8,0478

0,211

1,254

1803,90

8,074

9,329

1,319

9,421

8,738

30,288

3,522

0,247

220

10,3686

0,223

1,390

1782,52

7,979

9,368

1,714

9,524

8,278

29,828

4,709

0,330

230

12,3858

0,239

1,571

1717,89

7,689

9,260

2,034

9,481

7,510

29,060

5,786

0,405

240

14,0334

0,262

1,831

1590,16

7,118

8,948

2,237

9,223

6,411

27,961

6,631

0,464

250

15,2549

0,293

2,181

1382,72

6,189

8,370

2,283

8,676

5,008

26,558

7,084

0,496

260

16,0065

0,338

2,689

1085,19

4,857

7,547

2,165

7,851

3,442

24,992

7,056

0,494

270

16,2602

0,401

3,401

695,69

3,114

6,515

1,900

6,787

1,900

23,450

6,515

0,456

280

16,0065

0,492

4,430

222,29

0,995

5,425

1,556

5,643

0,591

22,141

5,612

0,393

290

15,2549

0,629

5,978

316,86

1,418

4,559

1,243

4,726

0,391

21,159

4,710

0,330

300

14,0334

0,843

8,396

894,46

4,004

4,392

1,098

4,527

1,245

20,305

4,353

0,305

310

12,3858

1,193

12,351

1476,28

6,608

5,743

1,261

5,880

2,725

18,825

5,210

0,365

320

10,3686

1,793

19,131

2024,13

9,060

10,071

1,843

10,238

6,530

15,020

7,885

0,552

330

8,0478

2,857

31,154

2499,59

11,188

19,966

2,823

20,165

15,879

5,671

12,428

0,870

340

5,4954

4,699

51,969

2867,71

12,836

39,133

3,765

39,314

35,485

13,935

16,922

1,185

350

2,7869

7,259

80,897

3100,61

13,878

67,018

3,262

67,098

65,434

43,884

14,850

1,040

360

0

10,81

121,023

3180,31

14,235

106,788

0

106,788

106,788

85,238

0

0

370

2,7869

11,5

128,820

3100,61

13,878

114,942

5,595

115,078

112,224

90,674

25,470

1,783

380

5,4954

10,432

116,752

2867,71

12,836

103,916

9,998

104,396

94,229

72,679

44,936

3,146

390

8,0478

6,707

74,659

2499,59

11,188

63,471

8,974

64,102

50,480

28,930

39,507

2,766

400

10,3686

4,436

48,997

2024,13

9,060

39,937

7,307

40,600

25,896

4,346

31,268

2,189

410

12,3858

3,091

33,798

1476,28

6,608

27,190

5,971

27,838

12,904

8,646

24,667

1,727

420

14,0334

2,271

24,532

894,46

4,004

20,529

5,131

21,160

5,821

15,729

20,344

1,424

430

15,2549

1,751

18,656

316,86

1,418

17,238

4,701

17,868

1,478

20,072

17,806

1,246

440

16,0065

1,408

14,780

222,29

0,995

15,775

4,525

16,412

1,717

23,267

16,322

1,143

450

16,2602

1,173

12,125

695,69

3,114

15,239

4,445

15,874

4,445

25,995

15,239

1,067

460

16,0065

1,008

10,260

1085,19

4,857

15,118

4,337

15,727

6,896

28,446

14,135

0,989

470

15,2549

0,89

8,927

1382,72

6,189

15,116

4,123

15,668

9,044

30,594

12,794

0,896

480

14,0334

0,804

7,955

1590,16

7,118

15,073

3,767

15,536

10,799

32,349

11,170

0,782

490

12,3858

0,742

7,255

1717,89

7,689

14,944

3,282

15,300

12,120

33,670

9,338

0,654

500

10,3686

0,696

6,735

1782,52

7,979

14,713

2,692

14,958

13,002

34,552

7,395

0,518

510

8,0478

0,665

6,385

1803,90

8,074

14,459

2,044

14,603

13,544

35,094

5,459

0,382

520

5,4954

0,61

5,763

1801,85

8,065

13,828

1,330

13,892

13,449

34,999

3,479

0,244

530

2,7869

0,541

4,983

1793,13

8,026

13,009

0,633

13,025

12,922

34,472

1,635

0,114

540

0

0,488

4,384

1788,93

8,007

12,392

0

12,392

12,392

33,942

0

0

550

2,7869

0,435

3,786

1793,13

8,026

11,812

0,575

11,826

11,732

33,282

1,485

0,104

560

5,4954

0,383

3,198

1801,85

8,065

11,263

1,084

11,315

10,954

32,504

2,834

0,198

570

8,0478

0,334

2,644

1803,90

8,074

10,718

1,516

10,825

10,040

31,590

4,047

0,283

580

10,3686

0,29

2,147

1782,52

7,979

10,126

1,853

10,294

8,948

30,498

5,089

0,356

590

12,3858

0,248

1,672

1717,89

7,689

9,362

2,056

9,585

7,592

29,142

5,850

0,409

600

14,0334

0,217

1,322

1590,16

7,118

8,440

2,109

8,699

6,047

27,597

6,254

0,438

610

15,2549

0,196

1,085

1382,72

6,189

7,274

1,984

7,540

4,352

25,902

6,157

0,431

620

16,0065

0,184

0,949

1085,19

4,857

5,806

1,666

6,041

2,649

24,199

5,429

0,380

630

16,2602

0,178

0,881

695,69

3,114

3,995

1,165

4,162

1,165

22,715

3,995

0,280

640

16,0065

0,177

0,870

222,29

0,995

1,865

0,535

1,940

0,203

21,753

1,930

0,135

650

15,2549

0,177

0,870

316,86

1,418

0,548

0,149

0,568

0,047

21,597

0,566

0,040

660

14,0334

0,177

0,870

894,46

4,004

3,134

0,783

3,230

0,888

22,438

3,105

0,217

670

12,3858

0,18

0,904

1476,28

6,608

5,704

1,253

5,840

2,707

24,257

5,175

0,362

680

10,3686

0,183

0,938

2024,13

9,060

8,122

1,486

8,257

5,267

26,817

6,359

0,445

690

8,0478

0,183

0,938

2499,59

11,188

10,250

1,449

10,352

8,152

29,702

6,380

0,447

700

5,4954

0,179

0,893

2867,71

12,836

11,943

1,149

11,998

10,830

32,380

5,165

0,362

710

2,7869

0,172

0,814

3100,61

13,878

13,065

0,636

13,080

12,756

34,306

2,895

0,203

720

0

0,167

0,757

3180,31

14,235

13,478

0

13,478

13,478

35,028

0

0

3. ВИЗНАЧЕННЯ КРУТНИХ МОМЕНТІВ, ЩО ПЕРЕДАЮТЬСЯ ДО

КОРІННИХ ШІЙОК

Крутний момент на носку колінчатого валу, кН•м,

де Neo - потужність, що відбирається з носка колінчатого валу або що подається до нього, кВт. Якщо Neo невелике менше 5% від індикаторної потужності, то М0,1 можна невраховувати

Крутний момент на корінній шійці 1,2, кН•м,

де М1 - крутний момент, що виникає на 1му кривошипі, кН•м.

Крутний момент на корінній шійці 2,3, кН•м,

де М2 - крутний момент, що виникає на 2му кривошипі, кН•м.

Крутний момент на корінній шійці 3,4, кН•м,

де М3 - крутний момент, що виникає на 3му кривошипі, кН•м.

Крутний момент на корінній шійці 4,к, кН•м,

де М4 - крутний момент, що виникає на 4му кривошипі, кН•м;

Мк - сумарний крутний момент на фланці колінвала.

Визначаємо інтервал роботи сміжних циліндрів в градусах повороту колінчатого валу

де х - тактність двигуна;

z - число циліндрів двигуна.

Порядок роботи циліндрів двигуна:1342.

Число циліндра у ПРЦД:1234.

Визначаємо кути відставання роботи циліндрів від першого

Визначаємо початкові значення кутів повороту кривошипів

де Д кут чергування роботи циліндрів;

Si число циліндра у ПРЦД.

Результати розрахунку представлені у таблиці 3.1.

Похибка розрахунку

,

де Мi - значення індикаторного крутного моменту, кН•м,

,

де Рi - середній індикаторний тиск, МПа;

РНП - тиск насосних втрат, МПа;

Vh - об'єм двигуна;

z - число циліндрів двигуна;

ф - тактність двигуна;

Мкср - середнє значення крутного моменту, кН•м,

де Мкі - поточне значення крутного моменту, кН•м,

Розбіжність між і складає =4,83%, що допускається

Таблица 3.1 - Крутні моменти, що діють на кривошипи

б1

М1=М1,2

б2

М2

М2.3

б3

М3

М3,4

б4

М4

Мк

0

0

180

0

0

540

0,000

0,000

360

0

0

10

0,205

190

0,080

0,285

550

0,104

0,389

370

1,783

1,394

20

0,369

200

0,163

0,531

560

0,198

0,730

380

3,146

2,416

30

0,459

210

0,247

0,706

570

0,283

0,989

390

2,766

1,776

40

0,459

220

0,330

0,789

580

0,356

1,145

400

2,189

1,044

50

0,374

230

0,405

0,779

590

0,409

1,188

410

1,727

0,538

60

0,224

240

0,464

0,688

600

0,438

1,126

420

1,424

0,298

70

0,042

250

0,496

0,538

610

0,431

0,969

430

1,246

0,277

80

0,135

260

0,494

0,359

620

0,380

0,739

440

1,143

0,404

90

0,280

270

0,456

0,176

630

0,280

0,455

450

1,067

0,611

100

0,378

280

0,393

0,015

640

0,135

0,150

460

0,989

0,839

110

0,422

290

0,330

0,093

650

0,040

0,132

470

0,896

1,028

120

0,420

300

0,305

0,115

660

0,217

0,332

480

0,782

1,114

130

0,380

310

0,365

0,016

670

0,362

0,378

490

0,654

1,032

140

0,317

320

0,552

0,235

680

0,445

0,210

500

0,518

0,728

150

0,241

330

0,870

0,628

690

0,447

0,182

510

0,382

0,200

160

0,161

340

1,185

1,024

700

0,362

0,662

520

0,244

0,419

170

0,080

350

1,040

0,959

710

0,203

0,757

530

0,114

0,642

180

0,000

360

0,000

0

720

0,000

0

540

0,000

0

190

0,080

370

1,783

1,702

10

0,205

1,498

550

0,104

1,394

200

0,163

380

3,146

2,983

20

0,369

2,614

560

0,198

2,416

210

0,247

390

2,766

2,519

30

0,459

2,060

570

0,283

1,776

220

0,330

400

2,189

1,859

40

0,459

1,400

580

0,356

1,044

230

0,405

410

1,727

1,322

50

0,374

0,948

590

0,409

0,538

240

0,464

420

1,424

0,960

60

0,224

0,736

600

0,438

0,298

250

0,496

430

1,246

0,751

70

0,042

0,708

610

0,431

0,277

260

0,494

440

1,143

0,649

80

0,135

0,784

620

0,380

0,404

270

0,456

450

1,067

0,611

90

0,280

0,891

630

0,280

0,611

280

0,393

460

0,989

0,597

100

0,378

0,974

640

0,135

0,839

290

0,330

470

0,896

0,566

110

0,422

0,988

650

0,040

1,028

300

0,305

480

0,782

0,477

120

0,420

0,897

660

0,217

1,114

310

0,365

490

0,654

0,289

130

0,380

0,669

670

0,362

1,032

320

0,552

500

0,518

0,034

140

0,317

0,283

680

0,445

0,728

330

0,870

510

0,382

0,488

150

0,241

0,246

690

0,447

0,200

340

1,185

520

0,244

0,941

160

0,161

0,780

700

0,362

0,419

350

1,040

530

0,114

0,925

170

0,080

0,845

710

0,203

0,642

360

0,000

540

0

0

180

0,000

0

720

0,000

0

370

1,783

550

0,104

1,679

190

0,080

1,598

10

0,205

1,394

380

3,146

560

0,198

2,947

200

0,163

2,784

20

0,369

2,416

390

2,766

570

0,283

2,482

210

0,247

2,236

30

0,459

1,776

400

2,189

580

0,356

1,833

220

0,330

1,503

40

0,459

1,044

410

1,727

590

0,409

1,317

230

0,405

0,912

50

0,374

0,538

420

1,424

600

0,438

0,986

240

0,464

0,522

60

0,224

0,298

430

1,246

610

0,431

0,815

250

0,496

0,320

70

0,042

0,277

440

1,143

620

0,380

0,762

260

0,494

0,269

80

0,135

0,404

450

1,067

630

0,280

0,787

270

0,456

0,331

90

0,280

0,611

460

0,989

640

0,135

0,854

280

0,393

0,462

100

0,378

0,839

470

0,896

650

0,040

0,935

290

0,330

0,606

110

0,422

1,028

480

0,782

660

0,217

0,999

300

0,305

0,695

120

0,420

1,114

490

0,654

670

0,362

1,016

310

0,365

0,651

130

0,380

1,032

500

0,518

680

0,445

0,963

320

0,552

0,411

140

0,317

0,728

510

0,382

690

0,447

0,829

330

0,870

0,041

150

0,241

0,200

520

0,244

700

0,362

0,605

340

1,185

0,579

160

0,161

0,419

530

0,114

710

0,203

0,317

350

1,040

0,722

170

0,080

0,642

540

0,000

720

0,000

0

360

0

0

180

0,000

0

550

0,104

10

0,205

0,309

370

1,783

1,474

190

0,080

1,394

560

0,198

20

0,369

0,567

380

3,146

2,578

200

0,163

2,416

570

0,283

30

0,459

0,743

390

2,766

2,023

210

0,247

1,776

580

0,356

40

0,459

0,816

400

2,189

1,373

220

0,330

1,044

590

0,409

50

0,374

0,783

410

1,727

0,944

230

0,405

0,538

600

0,438

60

0,224

0,661

420

1,424

0,763

240

0,464

0,298

610

0,431

70

0,042

0,473

430

1,246

0,773

250

0,496

0,277

620

0,380

80

0,135

0,245

440

1,143

0,898

260

0,494

0,404

630

0,280

90

0,280

0,001

450

1,067

1,068

270

0,456

0,611

640

0,135

100

0,378

0,243

460

0,989

1,232

280

0,393

0,839

650

0,040

110

0,422

0,462

470

0,896

1,358

290

0,330

1,028

660

0,217

120

0,420

0,637

480

0,782

1,419

300

0,305

1,114

670

0,362

130

0,380

0,743

490

0,654

1,396

310

0,365

1,032

680

0,445

140

0,317

0,762

500

0,518

1,280

320

0,552

0,728

690

0,447

150

0,241

0,688

510

0,382

1,070

330

0,870

0,200

700

0,362

160

0,161

0,522

520

0,244

0,766

340

1,185

0,419

710

0,203

170

0,080

0,283

530

0,114

0,397

350

1,040

0,642

720

0,000

180

0,000

0

540

0,000

0

360

0,000

0

4. РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ НА ШАТУННІ ШИЙКИ ТА

ПІДШИПНИКИ

В однорядному двигуні шатунна шийка навантажена силою QA, яка в точці В (див. рис 2.1 ) замінюється силами ZA і ТА, а також силою інерції РивL обертаючої маси шатуна.

Радіальна складова навантаження на шийку, кН,

Тангенціальна складова навантаження, кН,

Повне навантаження на шатунну шийку, кН,

Шатунний підшипник навантажений реакціями шатунної шийки,

;

.

Розрахунок представлено у табл 4.1. Результати розрахунку представляють у обертаючійся системі координат Zш Тш у вигляді годографу навантажень на шатунну шийку, рис 4.1, і в системі координат Rzш Rтш у вигляді годографу навантажень на шатунний підшипник, рис 4.2.

Таблица 4.1 - Розрахунок навантажень на шатунну шийку та підшипник

б

в

Rzш

Rтш

0

0

20,743

0

20,743

20,743

0

10

2,7869

20,142

2,923

20,353

20,290

1,608

20

5,4954

18,310

5,267

19,053

18,794

3,127

30

8,0478

15,651

6,563

16,971

16,370

4,478

40

10,3686

12,700

6,563

14,296

13,155

5,595

50

12,3858

10,058

5,339

11,387

9,392

6,437

60

14,0334

8,179

3,195

8,781

5,322

6,985

70

15,2549

7,315

0,601

7,340

1,204

7,240

80

16,0065

7,468

1,930

7,713

2,701

7,225

90

16,2602

8,434

4,007

9,337

6,208

6,974

100

16,0065

9,898

5,397

11,274

9,191

6,529

110

15,2549

11,529

6,032

13,012

11,581

5,933

120

14,0334

13,061

5,995

14,371

13,388

5,223

130

12,3858

14,317

5,433

15,313

14,657

4,434

140

10,3686

15,224

4,527

15,883

15,471

3,592

150

8,0478

15,823

3,449

16,195

15,966

2,716

160

5,4954

16,153

2,299

16,316

16,214

1,820

170

2,7869

16,326

1,147

16,366

16,341

0,912

180

0

16,380

0

16,380

16,380

0

190

2,7869

16,348

1,150

16,389

16,363

0,912

200

5,4954

16,252

2,325

16,418

16,316

1,820

210

8,0478

16,003

3,522

16,386

16,160

2,716

220

10,3686

15,544

4,709

16,241

15,839

3,592

230

12,3858

14,775

5,786

15,868

15,236

4,434

240

14,0334

13,676

6,631

15,199

14,273

5,223

250

15,2549

12,273

7,084

14,171

12,869

5,933

260

16,0065

10,708

7,056

12,823

11,037

6,529

270

16,2602

9,165

6,515

11,245

8,821

6,974

280

16,0065

7,856

5,612

9,654

6,404

7,225

290

15,2549

6,874

4,710

8,333

4,125

7,240

300

14,0334

6,020

4,353

7,428

2,529

6,985

310

12,3858

4,540

5,210

6,910

2,512

6,437

320

10,3686

0,735

7,885

7,919

5,604

5,595

330

8,0478

8,614

12,428

15,121

14,443

4,478

340

5,4954

28,220

16,922

32,905

32,756

3,127

350

2,7869

58,169

14,850

60,034

60,013

1,608

360

0

99,523

0

99,523

99,523

0

370

2,7869

104,959

25,470

108,005

107,993

1,608

380

5,4954

86,964

44,936

97,888

97,838

3,127

390

8,0478

43,215

39,507

58,553

58,381

4,478

400

10,3686

18,631

31,268

36,398

35,966

5,595

410

12,3858

5,639

24,667

25,304

24,471

6,437

420

14,0334

1,444

20,344

20,395

19,162

6,985

430

15,2549

5,787

17,806

18,723

17,267

7,240

440

16,0065

8,982

16,322

18,630

17,172

7,225

450

16,2602

11,710

15,239

19,218

17,908

6,974

460

16,0065

14,161

14,135

20,008

18,913

6,529

470

15,2549

16,309

12,794

20,729

19,862

5,933

480

14,0334

18,064

11,170

21,238

20,586

5,223

490

12,3858

19,385

9,338

21,517

21,055

4,434

500

10,3686

20,267

7,395

21,574

21,273

3,592

510

8,0478

20,809

5,459

21,513

21,341

2,716

520

5,4954

20,714

3,479

21,004

20,925

1,820

530

2,7869

20,187

1,635

20,253

20,232

0,912

540

0

19,657

0

19,657

19,657

0

550

2,7869

18,997

1,485

19,055

19,033

0,912

560

5,4954

18,219

2,834

18,438

18,348

1,820

570

8,0478

17,305

4,047

17,772

17,563

2,716

580

10,3686

16,213

5,089

16,993

16,609

3,592

590

12,3858

14,857

5,850

15,968

15,340

4,434

600

14,0334

13,312

6,254

14,708

13,749

5,223

610

15,2549

11,617

6,157

13,148

11,733

5,933

620

16,0065

9,914

5,429

11,303

9,226

6,529

630

16,2602

8,430

3,995

9,329

6,196

6,974

640

16,0065

7,468

1,930

7,713

2,701

7,225

650

15,2549

7,312

0,566

7,334

1,169

7,240

660

14,0334

8,154

3,105

8,725

5,228

6,985

670

12,3858

9,972

5,175

11,234

9,207

6,437

680

10,3686

12,532

6,359

14,053

12,891

5,595

690

8,0478

15,417

6,380

16,685

16,073

4,478

700

5,4954

18,095

5,165

18,818

18,556

3,127

710

2,7869

20,021

2,895

20,229

20,165

1,608

720

0

20,743

0

20,743

20,743

0

Рисунок 4.1 Годограф навантажень на шатунну шийку

Рисунок 4.2 Годограф навантажень на шатунний підшипник

5. РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ НА КОРІННІ ШИЙКИ ТА

ПІДШИПНИКИ

При розрахунку навантажень на корінну опору 1, 2 колінчатого валу використовують модель розрізної балки, що дозволяє вважати систему статично визначеною і враховувати тільки ті сили, що діють на суміжних з опорою кривошипах 1 і 2. При цьому доцільно розглядати окремо навантаження на опори від змінних сил Z1, T1, Z2, T2.

Мал. 5.1. Схема до розрахунку навантажень на корінні шийки та підшипники

За данною схемою розрахунку навантажень, противаги на валу відсутні.

Розглядаючи моменти сил Z1, T1 відносно точки А і сил Z2, T2, відносно точки А1, знаходимо змінні навантаження на опору за формулами:

;

;

де д12 кут між 1м та 2м кривошипом у напрямку обертання КВ.

Загальні навантаження на корінну шийку по осям Rx і Ry, кН,

Навантаження на корінний підшипник у нерухомій системі координат ХУ, кН,

Розрахунок представлено у табл.5.2. Результати розрахунку представлені у рухомій системі координат RxRy у вигляді годографу навантажень на корінну шийку, рис. 5.2, і в нерухомій системі координат ХУ у вигляді годографу навантажень на корінний підшипник, рис. 5.3.

Таблиця 5.1 Розрахунок навантажень на корінну шийку та підшипник

б1,

град

T1,

кН

Z1,

кН

б2,

град

T2,

кН

Z2,

кН

Rx=XПН,

кН

Ry=УПН,

кН

K,

кН

X,

кН

У,

кН

0

0

35,028

180

0

30,665

2,140

0

2,140

2,140

0

10

2,923

34,427

190

1,150

30,633

1,837

0,936

2,062

1,972

0,603

20

5,267

32,595

200

2,325

30,537

0,914

1,552

1,801

1,390

1,145

30

6,563

29,936

210

3,522

30,288

0,367

1,553

1,596

0,459

1,528

40

6,563

26,985

220

4,709

29,828

1,689

0,958

1,942

0,678

1,820

50

5,339

24,343

230

5,786

29,060

2,682

0,273

2,696

1,933

1,879

60

3,195

22,464

240

6,631

27,961

3,090

1,867

3,611

3,162

1,742

70

0,601

21,600

250

7,084

26,558

2,795

3,491

4,472

4,237

1,432

80

1,930

21,753

260

7,056

24,992

1,872

4,823

5,173

5,074

1,006

90

4,007

22,719

270

6,515

23,450

0,528

5,637

5,661

5,637

0,528

100

5,397

24,183

280

5,612

22,141

0,956

5,891

5,968

5,967

0,082

110

6,032

25,814

290

4,710

21,159

2,351

5,743

6,206

6,201

0,245

120

5,995

27,346

300

4,353

20,305

3,626

5,531

6,614

6,603

0,375

130

5,433

28,602

310

5,210

18,825

5,090

5,694

7,638

7,634

0,240

140

4,527

29,509

320

7,885

15,020

7,620

6,651

10,114

10,112

0,197

150

3,449

30,108

330

12,428

5,671

12,969

8,521

15,518

15,492

0,895

160

2,299

30,438

340

16,922

13,935

23,691

10,327

25,844

25,795

1,601

170

1,147

30,611

350

14,850

43,884

39,895

8,599

40,811

40,782

1,541

180

0

30,665

360

0

85,238

62,171

0

62,171

62,171

0

190

1,150

30,633

370

25,470

90,674

65,079

14,314

66,634

66,575

2,795

200

2,325

30,537

380

44,936

72,679

55,347

25,411

60,902

60,700

4,949

210

3,522

30,288

390

39,507

28,930

31,679

23,128

39,223

38,998

4,190

220

4,709

29,828

400

31,268

4,346

18,209

19,327

26,553

26,372

3,101

230

5,786

29,060

410

24,667

8,646

10,810

16,349

19,600

19,473

2,228

240

6,631

27,961

420

20,344

15,729

6,415

14,473

15,830

15,741

1,681

250

7,084

26,558

430

17,806

20,072

3,332

13,349

13,758

13,683

1,435

260

7,056

24,992

440

16,322

23,267

0,780

12,535

12,559

12,480

1,408

270

6,515

23,450

450

15,239

25,995

1,508

11,665

11,762

11,665

1,508

280

5,612

22,141

460

14,135

28,446

3,523

10,590

11,161

11,041

1,631

290

4,710

21,159

470

12,794

30,594

5,201

9,389

10,733

10,602

1,676

300

4,353

20,305

480

11,170

32,349

6,600

8,325

10,624

10,509

1,553

310

5,210

18,825

490

9,338

33,670

8,098

7,796

11,240

11,177

1,192

320

7,885

15,020

500

7,395

34,552

10,597

8,174

13,383

13,371

0,550

330

12,428

5,671

510

5,459

35,094

15,863

9,549

18,515

18,512

0,338

340

16,922

13,935

520

3,479

34,999

26,243

10,875

28,407

28,380

1,244

350

14,850

43,884

530

1,635

34,472

41,893

8,781

42,804

42,782

1,373

360

0

85,238

540

0

33,942

63,611

0

63,611

63,611

0

370

25,470

90,674

550

1,485

33,282

66,148

14,350

67,687

67,635

2,645

380

44,936

72,679

560

2,834

32,504

56,156

25,433

61,646

61,468

4,693

390

39,507

28,930

570

4,047

31,590

32,387

23,197

39,838

39,647

3,896

400

31,268

4,346

580

5,089

30,498

18,719

19,374

26,940

26,793

2,809

410

24,667

8,646

590

5,850

29,142

11,078

16,271

19,684

19,585

1,973

420

20,344

15,729

600

6,254

27,597

6,478

14,189

15,597

15,526

1,485

430

17,806

20,072

610

6,157

25,902

3,255

12,786

13,194

13,128

1,314

440

16,322

23,267

620

5,429

24,199

0,639

11,605

11,622

11,539

1,386

450

15,239

25,995

630

3,995

22,715

1,610

10,257

10,383

10,257

1,610

460

14,135

28,446

640

1,930

21,753

3,432

8,559

9,221

9,025

1,894

470

12,794

30,594

650

0,566

21,597

4,659

6,503

7,999

7,704

2,154

480

11,170

32,349

660

3,105

22,438

5,140

4,272

6,684

6,270

2,315

490

9,338

33,670

670

5,175

24,257

4,864

2,185

5,332

4,800

2,322

500

7,395

34,552

680

6,359

26,817

3,956

0,514

3,990

3,361

2,150

510

5,459

35,094

690

6,380

29,702

2,693

0,528

2,744

2,068

1,804

520

3,479

34,999

700

5,165

32,380

1,202

0,927

1,518

0,812

1,282

530

1,635

34,472

710

2,895

34,306

0,115

0,687

0,697

0,233

0,657

540

0

33,942

720

0

35,028

0,785

0

0,785

0,785

0

550

1,485

33,282

10

2,923

34,427

0,813

0,782

1,128

0,937

0,629

560

2,834

32,504

20

5,267

32,595

0,241

1,326

1,348

0,680

1,163

570

4,047

31,590

30

6,563

29,936

0,703

1,378

1,547

0,080

1,545

580

5,089

30,498

40

6,563

26,985

1,709

0,823

1,897

0,780

1,729

590

5,850

29,142

50

5,339

24,343

2,410

0,240

2,422

1,733

1,691

600

6,254

27,597

60

3,195

22,464

2,598

1,609

3,056

2,692

1,445

610

6,157

25,902

70

0,601

21,600

2,161

2,952

3,659

3,513

1,021

620

5,429

24,199

80

1,930

21,753

1,172

3,927

4,098

4,071

0,473

630

3,995

22,715

90

4,007

22,719

0,136

4,281

4,283

4,281

0,136

640

1,930

21,753

100

5,397

24,183

1,436

3,930

4,184

4,120

0,732

650

0,566

21,597

110

6,032

25,814

2,397

2,944

3,796

3,586

1,245

660

3,105

22,438

120

5,995

27,346

2,773

1,573

3,188

2,748

1,615

670

5,175

24,257

130

5,433

28,602

2,481

0,170

2,487

1,725

1,791

680

6,359

26,817

140

4,527

29,509

1,607

0,948

1,866

0,622

1,759

690

6,380

29,702

150

3,449

30,108

0,394

1,539

1,589

0,428

1,530

700

5,165

32,380

160

2,299

30,438

0,853

1,511

1,735

1,318

1,128

710

2,895

34,306

170

1,147

30,611

1,785

0,923

2,009

1,918

0,599

720

0

35,028

180

0

30,665

2,140

0

2,140

2,140

0

Рис. 5.2. Годограф навантажень на корінну шийку

Рис.5.3. Годограф навантажень на корінний підшипник

6. ОЦІНКА НЕРІВНОМІРНОСТІ ОБЕРТАННЯ КОЛІНЧАТОГО ВАЛУ

Ступінь нерівномірності обертання

,

що допускається;

де А - надлишкова робота сумарного обертового моменту двигуна, кН•м;

момент інерції рухомих мас КШМ в одному відсіці, кг•м2;

момент інерції маховика, кг•м2.

Надлишкову роботу визначаємо за графіком сумарного обертового моменту, рис. 3.1.,

;

де F = 254 мм2 площа найбільшої фігури;

масштаб по осі градусів ПКВ, рад/мм;

масштаб по осі моментів, кН•м/мм.

Момент інерції рухомих мас КШМ у одному відсіці, кг/м2,

,

де R - радіус кривошипа;

zп - середня кількість противаг на одному кривошипі;

Dц - діаметр циліндра;

Z0 - кількість циліндрів у відсіці;

Lк довжина кривошипа, м;

;

де a - довжина корінної шийки, м;

b - товщина щоки, м;

с - довжина шатунної шийки, м;

d - діаметр шатунної шийки, м.

7. АНАЛІЗ ЗОВНІШНЬОЇ ЗРІВНОВАЖЕНОСТІ

Рис. 7.1. Схема колінчатого валу

Аналіз сил і моментів у відсіці показав, що існує 3 неврівноважених фактори у вигляді: сил інерції обертових мас, сил інерції поступово рухомих мас і реактивного моменту. Ці сили і моменти передаються на опори двигуна, і будучи змінними за величиною викликають вібрації його корпусу. В багатоциліндровому двигуні ці фактори сумуються, а крім того рознесені по довжині двигуна сили створюють моменти: від від сил інерції обертових мас і від сил інерції поступово рухомих мас.

Сума сил інерції прямолінійно рухомих мас першого порядку, Н,

де фіктивний вектор;

.

Згідно з аналогією до , сума сил інерції обертових мас .

Сума сил інерції прямолінійно рухомих мас другого порядку, Н,

Тобто УРII є неврівноваженим фактором, має амплітуду 4Сл=16969Н, і має максимум при положенні першого кривошипу б = 0? (ВМТ) з періодичністю 90?.

Сума моментів від сил інерції прямолінійно рухомих мас, Нм,

Згідно з аналогією до , сума моментів від сил інерції обертових мас . Сума моментів від сил інерції прямолінійно рухомих мас другого порядку, Нм,

Для кількісної оцінки зрівноваження двигуна використовується наступні критерії:

;

;

тобто двигун достатньо зрівноважений, і не потребує ніяких заходів щодо його зрівноваження. двигун навантаження підшипник вал

8 РОЗРАХУНОК КОЛІНЧАТОГО ВАЛУ НА МІЦНІСТЬ

Результати динамічного розрахунку кривошипношатунного механізму використовують для розрахунків на міцність, найважливішим з яких є розрахунок на міцність колінчатого валу.

Значення границь втомленості для сталі 50:

; .

8.1 Розрахунок корінної шийки в перерізі по змащувальному отвору

Корінні шийки розраховуються тільки на кручення. Найбільш напруженою є шийка, для якої найбільша величина:

.

Значення моментів занесені до таблиці 8.1.

Таблиця 8.1. Моменти, що діють на корінних шийках

№ КШ

1,2

2,3

3,4

4,К

3,146

2,983

2,784

2,416

1,185

1,024

1,188

0,642

4,330

4,007

3,973

3,058

Амплітуда дотичних напружень, МПа,

;

де: момент опору корінної шийки при крученні, м3,

;

де: ц =0,9 урахування послаблюючої дії змащувальних отворів;

відношення діаметру отвору у корінній шийці до діаметру корінної шийки. Запас міцності шийки по дотичним напруженням

;

де: відношення ефективного коефіцієнту концентрації напруг для валу з поперечним свердленням кф до масштабного коефіцієнту Еф;

лд=1,14 коефіцієнт динамічності, що враховує додаткові напруження від крутильних коливань в залежності від кількості кривошипів.

8.2 Розрахунок шатунної шийки в перерізі по змащувальному отвору

Напруження згину у розрахунковому перерізі знаходять по згинаючому моменту Ми?, що діє у продольній площині, що проходить через вісь отвору, кНм:

.

Так як кут и = 900, тоді ;

; ;

де: Мит згинаючий момент по осі сили Тк, кНм,

;

;

.

Розрахунки ведуться по різності моментів, кНм,

.

Амплітуда нормальних напружень ?а, МПа,

;

де: момент опору шатунної шийки, м3,

;

де: відношення діаметру отвору у шатунній шийці до діаметру шатунної шийки.

.

Запас міцності для нормальних напружень n?:

.

Розрахунку на скручування підлягає шатунна шийка, для якої найбільшою є різниця:

.

Розрахунок цих різниць занесено до таблиці 8.2.

Таблиця 8.2. Розрахунок скручуючих моментів, що діють на шатунні шийки

2шш

3шш

4шш

550

1,783

1,485

0,056

1,727

10

1,702

2,923

0,110

1,592

10

1,598

2,923

0,110

1,488

560

3,146

2,834

0,107

3,039

20

2,983

5,267

0,198

2,785

20

2,784

5,267

0,198

2,586

570

2,766

4,047

0,152

2,613

30

2,519

6,563

0,247

2,272

30

2,236

6,563

0,247

1,989

510

0,870

5,459

0,206

0,664

690

0,628

6,380

0,240

0,388

400

1,145

31,261

1,177

0,032

520

1,185

3,479

0,131

1,054

700

1,024

5,165

0,195

0,829

410

1,188

24,667

0,929

0,259

530

1,040

1,635

0,062

0,978

710

0,959

2,895

0,109

0,850

420

1,126

20,344

0,766

0,360

370

0,241

25,470

0,959

1,200

370

0,309

25,470

0,959

0,650

370

0,389

25,470

0,959

0,570

380

0,161

44,936

1,692

1,853

380

0,567

44,936

1,692

1,125

380

0,730

44,936

1,692

0,962

390

0,080

39,507

1,488

1,568

390

0,743

39,507

1,488

0,745

390

0,989

39,507

1,488

0,499

330

0,080

12,428

0,468

0,548

330

0,829

12,428

0,468

0,361

330

1,070

12,428

0,468

0,602

340

0,163

16,922

0,637

0,800

340

0,605

16,922

0,637

0,032

340

0,766

16,922

0,637

0,129

350

0,247

14,850

0,559

0,806

350

0,317

14,850

0,559

0,242

350

0,397

14,850

0,559

0,162

3,039

1,054

4,092

2,785

0,850

3,635

2,586

0,360

2,946

Найбільша амплітуда дотичних напруг, МПа,

;

де:

Запас міцності:

.

Сумарний запас міцності:

.

8.3 Розрахунок щок у перерізах по галтелям шатунних шийок

Для визначення амплітуд нормальних напружень ?а і дотичних фа у розрахунковій точці щоки використовують сили Zmax і Tmax, Zmin і Tmin.

При розрахунку передньої щоки:

При розрахунку задньої щоки:

де: Wик момент опору щоки, м3,

; ;

q коефіцієнт, що вибирається в залежності від значення h/b,

q1 = 0,298 ; q2 = 0,289;

kф, k? коефіцієнти концентрації напружень,

kф = 1,320 ; k? = 1,630;

Е?, Е? = масштабні коефіцієнти,

Е?, Е? = 0,81.

Запас міцності у розрахункових точках щок по нормальним напруженням:

.

Запас міцності по дотичним напруженням:

.

Повний запас міцності:

.

Результати розрахунку втомленої міцності елементів колінчатого валу представлені у таблиці 8.3.

Таблиця 8.3. Запаси міцності елементів колінчатого валу

Найменування і номера елементів колінчатого валу

Запаси міцності

n?

n

[n]

Корінна шийка №12

4,027

4,027

2…5

Шатунна шийка №2

4,049

2,53

2,14

1,7…3

Щока № 21

1,836

5,540

1,742

1,2...2

ЗАКЛЮЧЕННЯ

В даному курсовому проекті був виконаний динамічний розрахунок двигуна СМД21.

1. Для досліджуваного двигуна були визначені вихідні дані для динамічного розрахунку.

2. Виконано розрахунок сил у відсіці двигуна. Контроль виконано по середньому значенню обертового момента. Розбіжність між значеннями індикаторного і середнього обертового моментів складає 5,12%, що є допустимим.

3. Розраховувалися обертові моменти, що діють на кривошипи і передаються до корінних шийок. Контроль виконано по середньому значенню обертового моменту. Розбіжність між значеннями індикаторного і середнього обертового моментів складає 5,15%, що є допустимим.

4. Виконано розрахунок навантажень на шатунну шийку і підшипник. За результатами розрахунку построєні годографи навантажень.

5. Виконано розрахунок навантажень на корінну шийку і підшипник. За результатами розрахунку построєні годографи навантажень.

6. Було проведено аналіз нерівномірності обертання колінчатого валу. Визначено, що нерівномірність обертання колінчатого валу складає , що менше допустимого значення для тракторного ДВЗ.

7. Було проведено розрахунок колінчатого валу на міцність. Визначено, що даний колінчатий вал відповідає усім нормам по запасу міцності по усім видам навантажень.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Методичні вказівки до виконання дипломних проектів і випускних кваліфікаційних робіт бакалаврів "Розрахунок робочого процесу чотиритактного дизеля за допомогою ЕОМ" по курсу "Теорія Двигунів внутрішнього згоряння" / Уклад. А.О. Прохоренко. Харків: НТУ "ХПІ", 2002. 20с.

2. Методичні вказівки до курсової роботи "Динамический расчет кривошипношатунного механизма двигателя" по курсу "Динаміка ДВЗ" для студентів спеціальності "Двигуни внутрішнього згоряння" / Сост. Ф.И. Абрамчук, И.Д. Васильченко, П.П. Мищенко. Харьков: ХПИ, 1988, 62с.

3. Методичні вказівки по динамічному розрахунку кривошипношатунного механізму двигуна на ЕОМ для студентів спеціальності "Двигуни внутрішнього згоряння" / Сост. Я.И. Драбкин, Харьков: ХПИ, 1977, 61с.

4. Текстові документи у сфері навчального процесу. Загальні вимоги до виконання СТВУЗХПІ3.01.2003.

ПЕРЕІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

ДВЗ - двигун внутрішнього згорання;

КШМ - кривошипношатунний механізм;

ПРЦД - порядок роботи циліндрів двигуна.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Динамічний розрахунок тракторного двигуна на базі СМД-21, визначення сил та моментів, діючих у відсіку двигуна, розрахунок навантаження на шатунну шийку та підшипник, обертових моментів на корінних шийках; побудова годографів; перевірка валу на міцність.

    дипломная работа [596,0 K], добавлен 03.12.2011

  • Розробка електропривода механізму переміщення візка з двигуном постійного струму. Розрахунок потужності двигуна, сили статичного опору рухові візка. Визначення моменту на валу двигуна, шляху розгону візка. Побудова навантажувальної діаграми двигуна.

    курсовая работа [789,9 K], добавлен 09.12.2014

  • Розрахунок компонентів приводу механізму зміни вильоту стріли: необхідних зусиль, потужності. Обґрунтування двигуна, розрахунок його механічних характеристик. Вибір пускорегулювальних опорів. Визначення компонентів приводу механізму підйому вантажу.

    курсовая работа [146,0 K], добавлен 16.06.2010

  • Методика зрівноваження обертових мас при проектуванні асинхронного двигуна. Статистичне та динамічне балансування. Розрахунок напружень та оптимальної товщини стінки труби при дії механічних та теплових навантажень. Розрахунок механізму на точність.

    курсовая работа [1006,6 K], добавлен 29.05.2013

  • Розрахунок розмірів пазів та провідників обмоток статора. Розрахунок довжини статора і ротора. Коефіцієнт насичення і намагнічуючий струм. Параметри обмоток двигуна. Основні магнітні втрати у спинці статора. Робочі характеристики асинхронного двигуна.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 12.10.2011

  • Призначення, переваги та недоліки двигуна постійного струму; дослідження його будови та принципу роботи. Види збудження в двигунах постійного струму та його характеристики. Розрахунок габаритних розмірів двигуна постійного струму паралельного збудження.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 01.11.2014

  • Застосування двигунів внутрішнього згоряння в сучасній практиці. Розрахунок основних елементів чотирьохтактного бензинового двигуна легкового автомобіля; показники робочого циклу; кінематика і динаміка, тепловий баланс двигуна, аналіз врівноваженості.

    дипломная работа [610,4 K], добавлен 19.11.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.