Курсовая работа: Расчет привода и поршневого двигателя автомобиля
Напряжение сжатия определяется из выражения:
sсж
= Рг/Fmin £ [sсж] Н/мм2,
где Fmin –
наименьшее сечение поршня над пальцем (в большинстве конструкций проходит по
канавке последнего кольца), мм2.
Fmin= (π*Д2
/ 4)- (π*Д12 / 4)= π / 4*( Д2- Д12)
Д1=Д-(0,05…0,07)*Д=Д*(1-0,06)=82*0,94=77,08
мм
Fmin=3,14/4*(822-77,082)=614,4
мм2
т.к. Рг = Ргmax * (π*Д2 / 4);
Pг=5*(3,14*822/4)=26391,7
Н.
sсж
=263917/614,4=42,96 Н/мм2 £ [sсж]
Допустимое напряжение для поршней из алюминиевых
сплавов [sсж] = 50,0 … 70,0
Н/мм2, и для стальных [sсж] = 100 Н/мм2.
Расчет тронка поршня на удельное давление и определение
длины направляющей части производится по формуле
Lp = Pн. max / Д*к,
где Pн. max = (0,07…0,11) Pг;
[к] = 2…7 кг/см2.
Lp
=0,09*26391,7/(8,2*5)=57,933
Днище поршня рассчитывается на изгиб. При плоском днище
условие прочности (максимально-допустимое напряжение изгиба) имеет вид
sи = Pг. max / 4d2 £ [sи],
где d - толщина днища поршня, мм.
Допустимое напряжение на изгиб днищ для алюминиевого
поршня
[sи] = 70 н/мм2,
а для стальных - [sи] = 100 н/мм2.
При проектировании пользуются эмпирическими
зависимостями, установленными практикой.
Толщина днища алюминиевых поршней d = (0,1 … 0,12) Д и
стальных (0,06 … 0,1) Д.
Для алюминиевых: sи = 26391,7/ 4*(0,12*82)2
=68,14£ [sи]
Для стальных: sи = 26391,7 / 4*(0,1*82)2=98,125
£ [sи]
Толщина стенки поршня за кольцами принимается равной
(0,05 … 0,07) Д;
Общая длина поршня L = (1,2 … 1,8)S,
Где S – ход поршня, S = 2R, [мм] S=2*75=150 мм
Расстояние от нижней кромки поршня до оси пальца
С = (0,7 … 1,2) Д. С=0,9*82=73,8
Поверхность опорных гнезд пальца (бобышек) проверяется
на наибольшее удельное давление.
Рmax =
(Pг. max
/dп )* lп,
н/мм2
Где dп – наружный
диаметр поршнего пальца, мм, dп / Д = 0,4.
dп=0,4*Д=0,4*82=32,8
мм
lп – длина гнезд
пальца, мм, lп = 2 dп
.
lп=2*32,8=65,6 мм
Рmax =(5/32,8)*65,6=10
н/мм2
Допускаемые удельные давления составляют [р] = 20 … 40, н/мм2
9.2 Поршневой палец
Поршневой палец проверяется по наибольшему давлению
сгорания Рг. max = Р4
на изгиб и на срез.
Палец рассматривается как балка с равномерно
распределенной нагрузкой и концами, лежащими на опорах.
Изгибающий момент относительно опасного сечения I –I:
Ми = Pг/2
(L/2 - а/4), Н*мм,
Где L – расстояние между
опорами, мм,
L = Д – dп=82-32,8=49,2
мм
а – длина подшипников верхней опоры шатуна, мм,
а = dп=32,8мм
Следовательно:
Ми = 26391,7/2(49,2/2 – 32,8/4)=216406,2
Н*мм
Напряжение изгиба
sи = Ми / Wи ,
н/мм2 ; £ [sи],
где Wи – момент
сопротивления изгибу
Wи = 0,1 * ((d4п – d4в)
/ d п), мм3,
Где dв – внутренний
диаметр поршневого пальца, мм; dв = 0,5*dп dв=0,5*32,8=16,4
мм
Wи =0,1*((32,84-16,44)/32,8)=3308,208
мм3
sи =216406,2/3308,208=65,415 н/мм2 ; £ [sи],
[sи] = 120 н/мм2
для углеродистой стали.
Срезывающие напряжения пальца sср = Pг / 2F < [sср]
F – поперечное сечение пальца,
мм2,
F = (π/4) * (d2п – d2в)=(3,14/4)*(32,82-16,42)=633,4
мм2
sср =216406,2/(2*633,4)=170,83 Н/мм2< [sср]
[sср] = 500…600 Н/см2.
Литература
1.
Е.Росляков, И.Кравчук, В.Гладкевич, А.Дружинин. «Энергосиловое
оборудование систем жизнеобеспечения». Учебник – СПб: Политехника, 2004. – 350
с.: ил.
2.
«Многоцелевые гусеничные и колесные машины.» Под ред. Акад., докт. техн.
наук,проф. Г.И.Гладкова – М: Транспорт, 2001. – 214 с.
3.
Скойбеда А.Т. и др. «Детали машин и основы конструирования.» Учебник М:,
Высшая школа, 2000. – 584 с.
|