Расчет поршневого пальца

5.1.3 Расчет поршневого пальца

Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные стали.

Расчет поршневого пальца включает определение удельных давлений пальца на втулку верхней головки шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба, среза и овализации.

Основные конструктивные размеры поршневого пальца берем из таблицы 51[1]:

Принимаем n_м=1650 об/мин при M_max = 277 Н∙м;

Наружный диаметр пальца d_п = 28 мм;

Внутренний диаметр пальца d_В = 18,2 мм;

Длина пальца L_п = 78 мм;

Длина втулки шатуна L_ш = 33 мм;

Расстояние между торцами бобышек b = 37 мм;

Материал поршневого пальца – сталь 15Х, Е=2∙10⁵ МПа;

Палец плавающего типа.

Расчетная сила, действующая на поршневой палец:

– газовая:

 (150)

 МН

– инерционная:

 (151)

МН,

где ω_М = π ∙ n /30 = 3,14 ∙ 1650 / 30=173 рад/с.

– расчетная:

 (152)

 МН,

где k – коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца; k=0,76÷0,86; принимаем k=0,83.

Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна:

 (153)

Мпа.

Удельное давление пальца на бобышки:

 (154)

Мпа.

Напряжение изгиба в среднем сечении пальца:

 (155)

где  - отношение внутреннего диаметра к наружному;

Касательные напряжения среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна:

 (156)

Наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации:

 (157)

Напряжения, возникающие при овализации пальца на внешней и внутренней поверхностях, определяют для горизонтальной и вертикальной плоскостей по следующим формулам:

Напряжение на внешней поверхности пальца:

– В горизонтальной плоскости (точки 1; Ψ=0º):

– В вертикальной плоскости (точки 3; Ψ=90º):

 (159)

Напряжения овализации на внутренней поверхности пальца:

– В горизонтальной плоскости (точки 2; Ψ=0º)::

 (160)

– В вертикальной плоскости (точки 4; Ψ=90º):

 (161)

Похожие работы

Методика теплового расчета двигателя внутреннего сгорания

Скачать

25488

6

2

... и точки расширения соединяем плавными кривыми. После этого достраиваем процессы газообмена. Полученная индикаторная диаграмма двигателя внутреннего сгорания дизеля MAN изображена на рисунке 14.1. Рисунок 14.1 - Индикаторная диаграмма ДВС MAN. Выводы Результаты расчетов и общепринятые границы изменения расчетных параметров сводим в таблицу. Таблица - Результаты расчетов. НАЗВАНИЕ ...

Тепловой и динамический расчет двигателей внутреннего сгорания

Скачать

25144

7

0

... 137.1 31.2 217.5 1590 634.3 105.6 29.7 360 1060 582.0 64.60 27.9 630 530 482.5 26.78 25,63 957.1 4. Заключение Первый раздел курсового проекта “Тепловой и динамический расчет двигателя” выполнен в соответствии с заданием на основе методической и учебной технической литературы. Рассчитанные показатели рабочего цикла, работы, размеров, кинематики и динамики проектируемого ...

Тепловой расчет двигателей внутреннего сгорания

Скачать

16265

11

0

... (кг.град.) – удельная газовая постоянная для воздуха. (1) Потери давления на впуске. При учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем для карбюраторного двигателя можно принять β2 + ξВП = 2,8 и  ωВП = 95 м/с. β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении ...

Расчет двигателя внутреннего сгорания автомобиля КамАЗ

Скачать

17509

1

2

... из уравнения: (24) где  – коэффициент выделения тепла; – низшая теплотворная топлива принимаем  = 42,8 МДж/м3. Отсюда: 1.3.13 Давление конца сгорания Давление конца сгорания в двигателе с воспламенением от сжатия определяется: (25) 1.3.14 Степень предварительного расширения Степень предварительного расширения для двигателя с воспламенением от сжатия определяется по ...