Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Расчёт коленчатого вала




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Рис. 2 - Конструктивные размеры коленчатого вала


1. Валы изготовляют из углеродистых сталей 35 и 45, легированных сталей марок 30Х, 45Х, 18ХН, 20ХН3А, 30ХМА, а также из модифицированного чугуна марки СЧ 38-60. Механические характеристики марок сталей, применяемых для изготовления коленчатых валов

Материал коленчатого вала – сталь 18ХН

sр=60¸65кг/мм2 – предел прочности при растяжении

sт=34¸35кг/мм2 – предел текучести

2. Диаметр коленчатого вала:

 

 

Где: D=390мм – диаметр цилиндра

S=470мм – ход поршня

L=3042мм – расстояние между центрами рамовых подшипников

А=51.7

В=82

С=1.19

 - безразмерный коэффициент.

3. Диаметр шатунный (dш) и рамовой (dр) шейки:

dш=250мм; dр=240мм – принимаем, в соответствии с двигателем прототипом.

4. Толщина щеки:

t³0,56×dш=0.15м.

5. Ширина щеки:

h³1,33×dш=0.34м.

6. Длина шатунной шейки:

lш=(0,65...1)×dш=0.7×0.25=0.175м.

7. Длина рамовой шейки:

lр=(0,85...1)×dр=0.9 ×0.24=0.216м.

8. Расстояние между осями коренной и шатунной шеек R, между средним слоем щеки и серединой рамового подшипника а2, между серединами рамовых шеек а1:

R=0.235м; а2=0.180м; а1=0.640м – принимаем в соответствии с прототипом.



9. Радиусы закруглений:

- у мотылевой шейки: r1³0,07dш=20мм

- у рамовой шейки: r2³0,5dр=120мм

- у фланца: r3³0,125dр=30мм

10. Размеры вала проверяют для двух опасных положений:

- в ВМТ, когда на мотыль действуют наибольшая радиальная сила и касательная сила, передаваемая от цилиндров, расположенных впереди;

- при повороте мотыля на угол, соответствующий максимальному касательному усилию (угол a2).

11. Значение углов (абсцисс), ординаты которых подлежат суммированию в первом опасном положении, соответствуют: 0, 0+a0, 0+a01,.... (число углов равно числу цилиндров i). a0 - угол между двумя последующими вспышками равен:

a0=720/i=720/6=120°

12. Значения углов, ординаты которых подлежат суммированию в первом опасном положении: 0°, 120°, 240°, 360°, 480°, 600°.

Значения углов, ординаты которых подлежат суммированию во втором опасном положении: 19°, 159°, 259°, 379°, 499°, 619°.

13. Определение наиболее нагруженного мотыля в 1 опасном положении (заполнение таблицы производят в порядке последовательности вспышек):

Значения Рр и Рк при разных углах поворота мотыля для 1 опасного положения:

 

 

 

Угол b можно найти из уравнения:

Таблица 3

мотыля

Pp и

Pk [Мн/ ]

Угол поворота мотыля, град.

порядок

вспышек

0 720 120 240 360 480 600

1.

Pk 0 0.745 -0.832 0 1.015 -0.724

1.

Pp -1.645 -0.683 0.763 2.432 -0.93 0.683

2.

Pk -0.832 0 1.015 -0.724 0 0.745

5.

∑ Pk -0.832 0.745 0.183 -0.724 1.015 0.021
Pp   2.432        

3.

Pk 1.015 -0.724 0 0.745 -0.832 0

3.

∑ Pk 0.183 0.021 0.183 0.021 0.183 0.021
Pp           2.432

4.

Pk 0.745 -0.832 0 1.015 -0.724 0

6.

∑ Pk 0.928 -0.811 0.183 1.036 -0.541 0.021
Pp     2.432      

5.

Pk -0.724 0 0.745 -0.832 0 1.015

2.

∑ Pk 0.204 -0.811 0.928 0.204 -0.541 1.036
Pp         2.432  

6.

Pk 0 1.015 -0.724 0 0.745 -0.832

4.

∑ Pk 0.204 0.204 0.204 0.204 0.204 0.204
Pp 2.432          

 

Произведя суммирование Рк цилиндров, расположенных впереди, т.е. значений Рк, вписанных в таблицу выше строки данного мотыля, находят мотыль, передающий наибольшее касательное усилие. Из таблицы видно, что при максимальном значении Рр=2.432 МН/м2 наибольшее касательное усилие от других цилиндров, равное SРк=1.015МН/м2, передаёт мотыль четвёртого цилиндра. Таким образом, в первом опасном положении следует рассчитывать мотыль четвёртого цилиндра, как передающий наибольшее касательное усилие от цилиндров, расположенных впереди.

14. Определения наиболее нагруженного мотыля во втором опасном сечении: суммируем ординаты кривой касательных усилий для угла поворота a1 с учётом последовательности вспышек. Вносимое значение Рр может быть определено как:

 

.

 

Из полученной таблицы находят наиболее неблагоприятное сечение радиальной и касательной сил.

Таблица 4

мотыля

Pp и

Pk [Мн/ ]

Угол поворота мотыля, град.

порядок вспышек

21.6 141.6 261.6 381.6 501.6 621.6

1.

Pk -0.648 0.557 -0.950 1.726 0.670 -0.648

1.

Pp -1.278 -0.986 -0.398 3.405 -1.186 -0.271

2.

Pk -0.950 1.726 0.670 -0.648 -0.648 0.557

5.

∑ Pk -1.598 2.283 -0.280 1.078 0.022 -0.091
Pp   3.405        

3.

Pk 0.670 -0.648 -0.648 0.557 -0.950 1.726

3.

∑ Pk -0.928 1.635 -0.928 1.635 -0.928 1.635
Pp           3.405

4.

Pk 0.557 -0.950 1.726 0.670 -0.648 -0.648

6.

∑ Pk -0.371 0.685 0.798 2.305 -1.576 0.987
Pp     3.405      

5.

Pk -0.648 -0.648 0.557 -0.950 1.726 0.670

2.

∑ Pk -1.019 0.037 1.355 1.355 0.150 1.657
Pp         3.405  

6.

Pk 1.726 0.670 -0.648 -0.643 0.557 -0.950

4.

∑ Pk 0.707 0.707 0.707 0.707 0.707 0.707
Pp 3.405          

 

Первое опасное положение.

Расчёт шатунной шейки.

 

Рис. 3 - Расчет шатунной шейки

 

15. Сила давления в конце горения:

 

16. Момент, изгибающий шатунную шейку:

17. Напряжение изгиба:

где Wиз - осевой момент сопротивления [м3] для сплошной шейки равен W=0,1d3.

18. Наибольшее касательное усилие от расположенных (выше) впереди цилиндров:

19. Момент, скручивающий мотылёвую шейку:

Мкрк×R=155.6×0,125=19450 Нм

20. Напряжение кручения:

21. Эквивалентное напряжение в шейке:

22. Условие прочности выполняется, т.к.:

s =66.47МПа <[s]=120МПа.

Расчёт рамовой шейки.

 

Рис. 4 - Расчет рамовой шейки

 

23. Изгибающий момент:

24. Напряжение изгиба:

25. Напряжение кручения:

26. Эквивалентные напряжения:

27. Условие прочности выполняется:

s =32.24 МН/м2 < [s]=120 МН/м2.

Расчёт щеки.

 

Рис. 5 - Расчет щеки

 

28. Изгибающий момент:

29. Момент сопротивления на широкой стороне щеки:

м3

30. Напряжение изгиба:

,

31. Момент сопротивления на узкой стороне щеки:

 м3

32. Напряжение изгиба на узкой стороне щеки:

33. Напряжение сжатия от силы Pz/2:

34. Суммарное напряжение:

s =sиз.щ.+sиз.уз.+sсж.=17.7+30+6.2=53.9МПа

35. Условие прочности выполняется:

s =53.9 МН/м2 < [s]=120 МН/м2.

Второе опасное положение.

Расчёт шатунной шейки.

36. Наибольшее касательное усилие одного цилиндра:

37. Наибольшее радиальное усилие одного цилиндра:

38. Изгибающий момент от наибольшего касательного усилия:

39. Изгибающий момент от наибольшего радиального усилия:

40. Напряжение изгиба от действия Миз.к.:

41. Напряжение изгиба от действия Миз.r.:

42. Равнодействующее напряжение изгиба:

43. Суммарное касательное усилие, передаваемое шейкой рамового подшипника:

44. Касательное усилие от впереди расположенных цилиндров:

Ркпk.max-Pk=0.2726-0.2=0.0726 МН

45. Крутящий момент от касательной силы Ркп:

Мкр.пкп×R=72600×0.125=9 кН·м

46. Крутящий момент от касательной силы одного цилиндра:

 Нм

47. Напряжение кручения от моментов Мкр1 и Мкр.п:

48. Суммарное напряжение кручения:

sкр=sкр1+sкр.п=6.88 МН/м2

49. Эквивалентное напряжение в шатунной шейке:

50. Условие прочности выполняется:

s =47.8 МН/м2 < [s]=120 МН/м2

Расчёт щеки.

51. Изгибающий момент на широкой стороне щеки:

 Нм

52. Напряжение изгиба на широкой стороне щеки:

53. Напряжение изгиба на узкой стороне щеки:

54. Напряжение сжатия силой Рr /2:

55. Суммарное напряжение:

s =sиз.щ+sиз.уз+sсж=29,14+36,098+48,24=113,478Н/м2

56. Момент, скручивающей щеки:

57. Момент сопротивления кручению на середине широкой стороны щеки:

58. Касательное напряжение на середине широкой стороны щеки:

59. Напряжение кручения на середине узкой стороны щеки:

60. Равнодействующее напряжение на середине широкой стороны щеки:

61. Равнодействующее напряжение на середине узкой стороны щеки:

 

Расчёт рамовой шейки.

62. Изгибающий момент силы Рк:

Нм

63. Изгибающий момент силы Pr :

Нм

64. Равнодействующий изгибающий момент:

Нм

65. Напряжение изгиба:

66. Момент, скручивающий рамовую шейку:

Мкрк×R=200000×0.235=47000 Нм

67. Напряжение кручения:

68. Суммарное напряжение:

69. Условия прочности выполняется:

s =33.7 МН/м2 < [s]=120МН/м2.




Читайте также:
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (181)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.052 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7