Розрахунок кривошипної головки шатуна

Згідно з результатами теплового і динамічного розрахунків бензинового двигуна отримано: хід поршня S= 62 мм; радіус кривошипа R=S/2= 31 мм; масу деталей, що здійснюють зворотно-поступальний рух

m j = mn + m1= 0,420 + 0,147= 0,567кг.

Прийнявши масу шатуна за прототипом двигуна mш =0,536 кг, знаходимо m2 = mш·0,725 кг; масу деталей, які здійснюють обертальний рух навколо осі колінчастого валу, mR = mш + m2= 0,809 кг; максимальну частоту обертання колінчастого вала на холостому ходу хв-1; відношення радіусу кривошипа до довжини шатуна λш = 0,27.

Основні конструктивні розміри кривошипної головки шатуна приймаємо згідно з даними, які наведено в таблиці 7.9.

 

Таблиця 7.9 – Конструктивні розміри кривошипної головки шатуна

Розміри елементів кривошипної головки Межі розмірів
Діаметр шатунної шийки, шш (0,56…0,75)·D
Товщина стінки вкладиша, : тонкостінного товстостінного   (0,03…0,05)· шш 0,1· шш
Відстань між шатунними болтами, Сб (1,30…1,75) · шш
Довжина кривошипної головки, (0,45…0,95) · шш

 

Для розрахунків приймаємо: шш= 46мм; мм; Сб= 62мм;

= 25мм.

Визначаємо максимальну силу інерції, що діє на кришку нижньої головки шатуна і вкладиш:

; (7.56)

М·Н.

де с-1 – кутова швидкість колінчастого вала на максимальних обертах холостого ходу;

– маса поршневої групи, = 0,420 кг;

– маса шатунної групи, яка здійснює зворотно-поступальний рух, =0,147 кг;

m2 = mш·0,725 = 0,536·0,725 = 0,389 кг – маса шатунної групи, яка здійснює обертальний рух;

mкр= (0,20…0,28)· mш= 0,25· 0,536= 0,134 кг – маса кришки кривошипної головки.

Знаходимо напруження згину нижньої кришки шатуна і вкладиша:

, (7.57)

де с = 0.062мм – відстань між осями шатунних болтів;

0,025·0,0023 = 2·10-10 м4– момент інерції розрахункового перерізу вкладиша;

– момент інерції розрахункового перерізу кришки;

= 0,5·(0,046 + 2·0,002) = 0,025 м;

м4;

= 0,025·(0,5·0,062 – 0,025)2= 12·10-8 м4– момент опору розрахункового перерізу;

= 0,025·(0,062 –0,046) = 0,0004 м2.

Після підстановки значень розрахункових параметрів знаходимо:

МПа.

Допустимі значення напруження МПа.