Расчет коленчатого вала

На основании данных динамического расчета имеем:

центробежная сила инерции вращающихся масс: KR=-11,258 кН;

вал с симметричными коленами и с противовесами, расположенными на концах вала;

радиус кривошипа: R=35 мм.

С учетом соотношений, приведенных в табл.56 [1,с.247], и анализа существующих двигателей, принимаем следующие основные размеры колена вала:

шатунная шейка:

наружный диаметр: dш.ш=48 мм;

длина: lш.ш=37 мм;

коренная шейка:

наружный диаметр: dк.ш=50 мм;

длина: lк.ш=37 мм;

расчетное сечение А-А щеки:

ширина: b=80 мм;

толщина: h=20 мм.

Материал вала: сталь 40Г.

Расчетная схема коленчатого вала представлена на рис. 7.4.

По табл.45 [1,с.200] и соотношениям, приведенным в §43 [1,с.197-204], определяем:

пределы прочности: sв=700 МПа и текучести (условные) sт=360 МПа и tТ=210 МПа;

пределы усталости (выносливости) при изгибе s-1=250 МПа, растяжении-сжатии

s-1р=180 МПа и кручении t-1=150 МПа;

коэффициенты приведения цикла при изгибе as=0,16 и кручении at=0,04.

По формулам (213)-(215) [1,с.198] определяем:

при изгибе: bs=s-1/sТ=250/360=0,69 и (bs-as)/(1-bs)=(0,69-0,16)/(1-0,69)=1,71;

при кручении: bt=t-1/tТ=150/210=0,71 и (bt-at)/(1-bt)=(0,71-0,04)/(1-0,71)=2,31;

при растяжении-сжатии: bs=s-1р/sТ=180/360=0,5 и (bs-as)/(1-bs)=(0,5-0,16)/(1-0,5)=0,68.

Удельное давление на поверхности:

шатунных шеек:

kш.ш.ср=Rш.ш.ср/(dш.ш*l’ш.ш);

kш.ш.ср=8125*10-6/(0,031*0,048)=5,46 МПа.

kш.ш.max=Rш.ш.max/(dш.ш*l’ш.ш);

kш.ш.max=11060*10-6/(0,031*0,048)=7,43 МПа.

где Rш.ш.ср=8125 Н и Rш.ш.max=11060 Н - средняя и максимальная нагрузка на шатунную шейку;

l’ш.ш.»l ш.ш.-2rгал=37-2*3=31 мм-рабочая ширина шатунного вкладыша; rгал =3 мм-радиус галтели.

Момент сопротивления кручению шатунной шейки: Wt ш.ш=(p/16)*dш.ш;

Wt ш.ш=(3,14/16)*483*10-9=21,7*10-6 м3.

Моменты, изгибающие шатунную шейку (табл.7.2.):

MT=T’1*l/2=(-0,5*T1)­*(2lш.ш+lк.ш+3*h)/2

Изгибающий момент, действующий на шатунную шейку в плоскости кривошипа:

МZ=Z’S*l/2+Рпр *а Н* м;

Z’S=K’pк +Р’пр=(-0,5*Kpк)-Рпр

Для упрощения расчета Рпр не учитываем.

МZ=K’p*l/2 Н* м;

Изгибающий момент, действующий в плоскости оси масляного отверстия:

Мjм=MT*sinjм-МS*cosjм , где jм=67 °.

Таблица 7.2.

Статьи по теме:

Система, водитель – автомобиль – дорога - среда
Среда. Освещенность; осадки; туман; пыль; шум; вибрация; Водитель. Психофизиологические и личностные хар-ки; профессиональные кач-ва; уровень априорной информации; состояние (утомление, болезнь, опья ...

Выбор рациональных способов восстановления деталей
Дефекты детали: а) износ шейки вала под подшипник; б) износ шейки вала под шестерню; в) повреждение резьбы под гайку крепления фланца Существуют различные способы восстановления изношенных деталей, р ...

Расчет объема вспомогательных работ и численности вспомогательных рабочих
К вспомогательным работам относятся работы по ремонту и обслуживанию технологического оборудования, оснастки и инструмента различных зон и участков, содержание инженерного оборудования, сетей и комму ...