Файл: Записка По СУТС.doc

7. Расчет шатунной группы.

_{Конструкция шатунов , применяемых в автомобильных и тракторных двигателях , отличается большим разнообразием и зависит в основном от типа двигателя и расположения цилиндров. Расчетными элементами шатунной группы являются : поршневая и кривошипная головки , стержень шатуна и шатунные болты. На рисунке 6 приведена расчетная схема шатуна.}

_{Рисунок 6 – Расчетная схема шатунной группы}

_{При работе двигателя шатун подвергается воздействию знакопеременных газовых и инерционных сил, а в отдельных случаях эти силы создают ударные нагрузки.}

_{В связи с этим материалом для изготовления шатунов служат углеродистые или легированные стали , обладающие высоким сопротивлением усталости. Для изготовления шатунов дизельных двигателей применяются стали с высоким пределом прочности и текучести 40Х, 18ХНВА, 49ХНМА. Для повышения усталостной прочности шатуны после штамповки подвергаются механической и термической обработке – полированию, обдувке дробью, нормализации, закалке и отпуску.}

7.1 Расчет поршневой головки шатуна дизеля

_{Исходными данными для расчета поршневой головки щатуна дизеля являются:}

_(6.1)

_{1) Расчет сечения I-I (см. рисунок 6 - Расчетная схема шатунной группы)}

_{а) Максимальное напряжение пульсирующего цикла}

_(6.2)

_{б) Среднее напряжение и амплитуда напряжений}

_(6.3)

_{2) Напряжение от запрессованной втулки}

_{а) Суммарный натяг}

_(6.4)

_{б) Удельное давление на поверхности соприкосновения втулки с головкой.}

_(6.5)

_{в) Напряжение от суммарного натяга на внешней поверхности головки.}

_(6.6)

_{г) Напряжение от суммарного ратяга на внутренней поверхности головки.}

_(6.7)

_{3) Расчет сечения А-А ( см. рисунок 6 - Расчетная схема шатунной группы) на изгиб.}

_{а) Максимальная сила , растягивающая головку на режиме n=nном}

_(6.8)

_{б) Нормальная сила и изгибающий момент в сечении О-О}

_(6.9)

_{в) Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от растягивающей силы.}

_(6.10)

_{г) Напряжение на внешнем волокне от растягивающей силы}

_(6.11)

_{д) Суммарная сила, сжимающая головку}

_(6.12)

_{е) Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от сжимающей силы.}

_(6.13)

_(6.14)

_{( 6.15)}

_{ж) Напряжение на внешнем волокне от сжимающей силы.}

_(6.16)

_{з) Максимальное и минимальное напряжение ассиметричного цикла}

_(6.17)

_{и) Среднее напряжение и амплитуда напряжений}

_(6.18)

7.2 Расчет кривошипной головки шатуна дизеля

_{Из динамического расчета и расчета поршневой головкишатуна имеем:}

_{1) Максимальная сила инерции}

_(6.19)

_{2) Момент сопротивления расчетного сечения}

_(6.20)

_{3) Моменты инерции вкладыша и крышки}

_(6.21)

_{4) Напряжение изгиба крышки и вкладыша}

_(6.22)

7.3 Расчет стержня шатуна дизеля

_{Из динамического расчета имеем:}

_(6.23)

_{2) Максимальное напряжение от сжимающей силы}

_{а) В плоскости качения шатуна}

_(6.24)

_(6.25)

_{б) В плоскости , перпендикулярной к плоскости качания шатуна}

_(6.26)

_{3) Минимальное напряжение от растягивающей силы}

_(6.27)

_{4) Средние напряжения и амплитуда цикла}

_(6.28)

_(6.29)

_(6.30)

_(6.31)

_(6.32)

7.4 Расчет шатунных болтов дизеля.

_{Из расчета кривошипной головки шатуна дизеля имеем :}

_{Принимаем :}

_{Номинальный диаметр болта d = 20 мм}

_{Шаг резьбы t=1.5 мм}

_{Количество болтов i=2}

_{Материал – сталь 40 ХН}

_{1) Для стали 40ХН принимаем:}

₂₎

_{3) Сила предварительной затяжки}

_{4) Суммарная сила , растягивающая болт}

_(6.33)

_{5) Максимальное и минимальное напряжение, возникающее в болте}

_(6.34)

_(6.35)

_{6) Среднее напряжение и амплитуда цикла}

_(6.36)

_(6.37)

_(6.38)

_(6.39)

_{Расчет шатунной группы выполнен верно.}

8 Техническая характеристика двигателя

Техническая характеристика разработанного двигателя приведена в таблице 6.

Таблица 6 – Техническая характеристика двигателя