Расчет поршневой головки шатуна

Поршневая головка шатуна рассчитывается на:

а) усталостную прочность в сечении от действия инерционных сил, достигающих максимальных значений при работе двигателя на режиме максимальной частоты вращения при холостом ходе;

б) напряжения, возникающие в головке от воздействия на неё запрессованной втулки;

в) усталостную прочность в месте перехода головки шатуна в стержень от действия суммарных сил и запрессованной втулки.

Максимальное напряжение растяжения в сечении поршневой головки шатуна [2]:

; (6.88)

т.к. при сила инерции направлена к оси коленчатого вала и не нагружает сечение [2]:

Pj=-(mп г+mв г)(πnxx max/30)2R(1+λ)=-(0.46+0.035)∙ ∙(3.14∙6202/30)2∙0,036∙(1+0.293)= -9721,8 Н; (6.89)

где масса верхней части головки (выше сечения ),

;

масса поршневой группы, кг.

Механические свойства легированной стали 40ХН, из которой изготовлен шатун, приведены в таблице 6.1[7]:

Таблица 6.1 - Механические свойства легированной стали 40ХН

Отношение предела выносливости при растяжении к пределу текучести [2]:

Коэффициент приведения асимметричного цикла к равноценному симметричному берем:

Для растяжения аs=0,23.

Так как цикл нагружения ассиметричный, то sа=sm=31,44МПа.

Если возникающие в детали нормальные напряжения удовлетворяют условию [2]:

, (6.90)

то расчет проводим по пределу выносливости.

Т.к. , то запас прочности сечения определяем по пределу выносливости [2]:

(6.91)

где Кs-коэффициент концентрации напряжений [2]:

(6.92)

где: предел прочности,

коэффициент влияния шероховатости поверхности.

Для случая чистового обтачивания, без поверхностного упрочнения

.

коэффициент абсолютных размеров поперечного сечения.

Запас прочности должен быть не менее 2,5 для автотракторных двигателей.

Значение запаса прочности имеет значение несколько выше необходимого для возможности форсирования двигателя.

В поршневой головке шатуна имеют место напряжения, обусловленные запрессовкой в нее втулки:

где натяг посадки втулки, .

Т.к. втулка и головка стальные коэффициенты температурного расширения у них одинаковы.

Статьи о транспорте:

Расчет рабочего цикла двигателя
Таблица 1 Исходные данные для расчета двигателя Наименование Значение Мощность, кВт Ne=54,2 Частота вращения, об/мин n=5800 Число тактов τ=4 Число и расположение цилиндров i=4Р Отношение S/D=0.9 Коэффициент избытка воздуха α=0,9 ...

Технологические графики обработки поездов
Технологический график обработки пассажирских поездов Порядок выполнения операций по обработке пассажирских поездов приведен в таблице 3.1. Технологический график обработки транзитного поезда без переработки Порядок выполнения операций по обработке транзитных поездов без переработки приведен в ...

Определение массовых и инерционных сил
Определение распределенных сил от собственного веса конструкции крыла Распределение массовых сил по размаху крыла с незначительной погрешностью можно считать пропорциональным аэродинамической нагрузке или пропорционально хордам где b – хорда. Погонная массовая нагрузка приложена по линии ц ...