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, ![]() | (0,56…0,75)·D |
Товщина стінки вкладиша, ![]() |
(0,03…0,05)· ![]() ![]() |
Відстань між шатунними болтами, Сб | (1,30…1,75) · ![]() |
Довжина кривошипної головки, ![]() | (0,45…0,95) · ![]() |
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.