1. Диаметр головки поршня:

D1=D-(0,0008...0,008)×D=0.390-0,008×0.390=0.3869 м.

2. Диаметр юбки поршня:

D2=D-(0,0008...0,008)×D=0.3869 м.

3. Толщина днища:

d=(0,12...0,18)×D=0.060 м.

4. Расстояние от первого кольца до кромок днища:

C=(0,15...0,3)×D=0.080 м.

5. Толщина цилиндрической стенки головки:

S1=(0,03...0,1)×D=0.020м.

6. Толщина направляющей части юбки:

S2=(0,02...0,05)×D=0.010м.

7. Длина направляющей части юбки:

Lн=(1.3…1.4)×S=0.611м.

8. Расстояние от нижней кромки юбки до оси поршневого кольца:

Lп=(0.6…0.9)D=0.351м.

9. Полная длина поршня тихоходных ДВС тронкового типа:

L=(1.05…1.3)S=0.500м.

10. Необходимая длина направляющей части поршня:

Где: Nmax=0.1×Pz – при l=1/4

k=400×103 Н/м2 – допускаемое удельное давление на 1м2 площади проекции боковой поверхности поршня

 Мн – сила, действующая на поршень в конце сгорания топлива.

11. Расчёт поршня на изгиб:

Где: d=(0.08…0.15)×D=0.039м – толщина днища для стальных охлаждаемых поршней;

[sиз]£150×106 Н/м2 – допускаемое напряжение на изгиб для стальных поршней;

– условие прочности выполняется.

Расчёт поршневого пальца.

1. Диаметр пальца:

d=(0,35...0,45)×D=0.156м.

2. Длина вкладыша головного подшипника:

l=(0,45...0,47)×D=0.180м.

3. Внутренний диаметр кольца:

d0=(0,4...0,5)×d=0.078м.

4. Длина пальца:

lп=(0,82...0,85)×D=0.325м.

5. Расстояние между серединами опор пальца:

l1=l+(lп-l)/2=0.180+(0.325-0.180)/2=0.2525м.

6. Длина опорной части бабышки:

a=(lп-l)/2=0.0725м.

7. Напряжение изгиба, возникающее в момент действия силы:

8. Напряжение среза:

9. Условие прочности выполняется, т.к. выполняются условия:

sиз£[s]из ; sср£[s]ср :

sиз=31 МПа < [s]из=(150...180) МПа;

sср=22.28 МПа < [s]ср=50 МПа.

10. Для определения степени овализации пальца, определим по методу Кинасошвили увеличение наружного диаметра в горизонтальной плоскости:

Где: Е=2,1×1011Па – модуль Юнга стали.

Условие <0,07 выполняется.

11. Удельное давление в подшипнике скольжения

,

Где: =(20…25)×106Па – допускаемое давление на вкладыш, изготовленный из бронзы.

Условие прочности выполнено.

12.Удельное давление на гнездо бобышки

Где: =(25…45)×106Па – допускаемое давление на бобышку, изготовленный из чугуна.

.

Условие прочности выполняется.

4.2 Расчёт коленчатого вала

Рис. 2 - Конструктивные размеры коленчатого вала

1. Валы изготовляют из углеродистых сталей 35 и 45, легированных сталей марок 30Х, 45Х, 18ХН, 20ХН3А, 30ХМА, а также из модифицированного чугуна марки СЧ 38-60. Механические характеристики марок сталей, применяемых для изготовления коленчатых валов

Материал коленчатого вала – сталь 18ХН

sр=60¸65кг/мм2 – предел прочности при растяжении

sт=34¸35кг/мм2 – предел текучести

2. Диаметр коленчатого вала:

Где: D=390мм – диаметр цилиндра

S=470мм – ход поршня

L=3042мм – расстояние между центрами рамовых подшипников

А=51.7

В=82

С=1.19

 - безразмерный коэффициент.

3. Диаметр шатунный (dш) и рамовой (dр) шейки:

dш=250мм; dр=240мм – принимаем, в соответствии с двигателем прототипом.

4. Толщина щеки:

t³0,56×dш=0.15м.

5. Ширина щеки:

h³1,33×dш=0.34м.

6. Длина шатунной шейки:

lш=(0,65...1)×dш=0.7×0.25=0.175м.

7. Длина рамовой шейки:

lр=(0,85...1)×dр=0.9 ×0.24=0.216м.

8. Расстояние между осями коренной и шатунной шеек R, между средним слоем щеки и серединой рамового подшипника а2, между серединами рамовых шеек а1:

R=0.235м; а2=0.180м; а1=0.640м – принимаем в соответствии с прототипом.

9. Радиусы закруглений:

- у мотылевой шейки: r1³0,07dш=20мм

- у рамовой шейки: r2³0,5dр=120мм

- у фланца: r3³0,125dр=30мм

10. Размеры вала проверяют для двух опасных положений:

- в ВМТ, когда на мотыль действуют наибольшая радиальная сила и касательная сила, передаваемая от цилиндров, расположенных впереди;

- при повороте мотыля на угол, соответствующий максимальному касательному усилию (угол a2).

11. Значение углов (абсцисс), ординаты которых подлежат суммированию в первом опасном положении, соответствуют: 0, 0+a0, 0+a01,.... (число углов равно числу цилиндров i). a0 - угол между двумя последующими вспышками равен:

a0=720/i=720/6=120°

12. Значения углов, ординаты которых подлежат суммированию в первом опасном положении: 0°, 120°, 240°, 360°, 480°, 600°.

Значения углов, ординаты которых подлежат суммированию во втором опасном положении: 19°, 159°, 259°, 379°, 499°, 619°.

13. Определение наиболее нагруженного мотыля в 1 опасном положении (заполнение таблицы производят в порядке последовательности вспышек):

Значения Рр и Рк при разных углах поворота мотыля для 1 опасного положения:

Угол b можно найти из уравнения:

Таблица 3

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6