Разработка четырехтактного автомобильного двигателя
3.3.1 Расчет поршневой головки шатуна
Исходные данные:
Масса поршневой группы mп=0,99337кг
Масса шатунной группы mш=1,245кг
Частота вращения n=4000 об/мин
Ход поршня S=0,089м
Площадь поршня Fп=0,0083м2
Диаметр верхней головки шатуна:
Наружный dг=35
Внутренний d=26мм
Радиальная толщина стенки головки
Для стали 45Г2 имеем:
Предел прочности
Предел усталости при изгибе
Предел текучести
Расширение-сжатие
Коэффициент приведения цикла при изгибе у=0,17
Коэффициент приведения цикла при растяжении-сжатии у=0,12
При изгибе:
При растяжении-сжатии:
Рис.3.3. Расчетная схема шатунной группы Расчет сечения I-I
Максимальное напряжение пульсирующего цикла
Среднее напряжение и амплитуда напряжения.
м=0,86
- масштабный коэффициент
n=0,9
-коэффициент поверхностной чувствительности (чистое обтачивание внутренней поверхности головки)
то запас прочности в сечении I-I определяем по пределу усталости
Напряжения от запрессованной втулки:
удельное давление на поверхности соприкосновения втулки с головкой
где - коэффициент Пуассона; - суммарный натяг.
Напряжения от суммарного натяга на внешней поверхности головки
напряжения от суммарного натяга на внутренней поверхности головки
Рис.3.4. Расчетная схема головки шатуна а- при растяжении; б- при сжатии
Расчет на усталостную прочность сечения перехода головки шатуна в стержень.
-Максимальная сила, растягивающая головку
-Нормальная сила и изгибающий момент в верхней части шатуна
шз=105- угол заделки головки
-Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от растягивающей силы
-Напряжения на внешнем волокне от растягивающей силы
Суммарная сила, сжимающая головку:
Нормальная сила и изгибающий момент в расчетном сечении от сжимающей силы.
-Напряжение на внешнем волокне от сжимающей силы
-Максимальное и минимальное напряжение а симметричного цикла
-Среднее напряжение и амплитуда напряжений
то запас прочности в сечении перехода головки шатуна в стержень определяем по пределу текучести