я.
Поршнева головка шатуна під час процесів впускання і випуску піддається розриву силами інерції Pjn поршневої групи, що досягають максимального значення при положенні поршня у ВМТ і стисненню від сили тиску газів Pz за вирахуванням інерції Pjn.
Таблиця 14, Основні параметри поршневий головки шатуна
НаіменованіеОбознач.Карбюраторние двігателіВнутр. діаметр поршневий головки Зі втулкою
Зовнішній діаметр головки Довжина поршневий головки шатуна: Мінімальна радіальна товщина стінки головки Радіальна товщина стінки втулки
Напруження в поршневий головцішатуна, що виникають від запресовування в неї втулки і від відмінності коефіцієнтів розширення матеріалів втулки і головки, характеризуються сумарним натягом.
де:
- натяг посадки бронзової втулки.
, 1/град - термічний коефіцієнт розширення бронзової втулки;
, 1/град - термічний коефіцієнт розширення сталевий головки;
- середня температура підігріву головки і втулки при роботі двигуна.
Питомий тиск від сумарного натягу на поверхні зіткнення втулки з головкою, Мпа
де:=0,3 - коефіцієнт Пуассона;
- модуль пружності сталевого шатуна і пальця, МПа;
- модуль пружності бронзової втулки, МПа.
- відповідно, зовнішній діаметр поршневий головки, зовнішній і внутрішній діаметр поршневого пальця, мм.
Напруження від сумарного натягу на зовнішній і внутрішній стороні поверхонь поршневий головки визначаються за формулою Ляме:
На зовнішній поверхні:
МПа
На внутрішній поверхні:
МПа.
.4.2 Розрахунок кривошипной голівки шатуна
Нижні головки шатунів автотракторних двигунів роблять роз'ємними з упрочняющими прілівкамі і ребрами жорсткості. Основна їх половина разом зі стрижнем, а кришку нижньої головки скріплюють з основною двома шатунними болтами.
Таблиця 15, Основні конструктивні розміри кривошипной голівки шатуна
НаіменованіеОбознач.Формула для расчётаДіаметр шатунной шейкіТолщіна стінки вкладиша: - тонкостінного
Відстань між шатунними болтами Довжина кривошипной голівки
Розрахунок кривошипной голівки шатуна зводиться до визначення напруги вигину в середньому перерізі кришки головки від інерційних сил P jp, що мають максимальне значення на початку впуску (?=0) при роботі двигуна на режимі максимальної частоти обертання при холостому ході:
де - маса кришки кривошипной голівки, кг;
кг.
Напруга вигину кришки з урахуванням спільної деформації вкладишів:
де Сб - відстань між шатунними болтами, м;
Jв і J - момент інерції розрахункового перерізу відповідно вкладиша і кришки;
м4;
м4;
WІЗ - момент опору розрахункового перетину кришки, в м3
r1 - внутрішній радіус кривошипной голівки
де: dшш - діаметр шатунной шийки;
tB - товщина стінки вкладиша.
Fг - сумарна площа кришки м вкладиша в розрахунковому перетині, в м2
Допустимі напруги для кришки шатуна: [? з]=100 ... 300 МПа.
4.4.3 Розрахунок стержня шатуна
Стрижень шатуна в автотракторних двигунах має звичайно двотавровий перетин, що володіє великою жорсткості при малій масі. У деяких випадках в них просвердлюють канал для подачі масла до підшипника верхньої головки шатуна. Площа поперечного перерізу має змінну величину. Зазвичай забезпечує плавний перехід від стрижня до голівок, що сприяє підвищенню загальної жорсткості шатуна.
Сила, стискаюча стрижень шатуна, досягає максимального значення на початку робочого ходу при PZД і визначається за формулою:
Таблиця 16, Основні параметри стержня шатуна
Розміри стержня шатунаКарбюраторние двигуни мм мм мм мм
розриваються сила при положенні поршня у ВМТ:
Стрижень шатуна розраховують за мінімальним перетину, розташованому під поршневий головкою в зоні максимальної концентрації напружень або за середнім значенням поперечного перерізу стрижня шатуна.
Максимальні напруги від сили стискання в перетині В-В
У площині гойдання шатуна
Коефіцієнт враховує вплив поздовжнього вигину шатуна в площині його гойдання:
Момент інерції перерізу В-В щодо осі х-х, м4:
Площа середнього перерізу стрижня шатуна, мм2.
У площині, перпендикулярній площині гойдання шатуна
Коефіцієнт враховує вплив поздовжнього вигину шатуна в площині його гойдання:
Довжина стрижня шатуна між поршневий головко...
