Конструктивный расчёт двигателя

Задача конструктивного расчёта – обеспечить выбор материала и таких конструктивных размеров детали, при котором удовлетворяются в возможно большей степени, ниже приведённые требования: прочность, жёсткость, износостойкость, малый вес и минимальные габариты, применение недефицитных материалов, технологичность, безопасность.

Важнейшими задачами при конструировании является борьба за экономию материалов, за уменьшение веса и стоимости машин при улучшении их качества. Материал детали выбирается с учётом условий её работы.

При расчётах необходимо выбрать такую упрощённую расчётную схему детали, которая по возможности не требовала бы сложных расчётов и была близка к действительным условиям её работы. Силы принимаются сосредоточенными или равномерно распределёнными, хотя в действительности они распределяются по более сложному закону.

При относительном движении сопрягаемых деталей их материалы должны быть износостойкими и обладать определёнными антифрикционными качествами. Материал деталей, работающих в условиях высоких температур, должен быть жаростойким [9].

Выбор конструктивных размеров и проверочный расчёт поршня

Сущность проверочного расчёта детали на прочность заключается в определении рабочего напряжения в опасном сечении. Если рабочее напряжение не превосходит допускаемого, то прочность в данном сечении обеспечена.

Составляем расчётную схему, где действительная равномерно распределённая нагрузка для упрощения схемы разложена на две параллельные силы , приложенные в центрах тяжести полукругов (половина днища), удалённых на расстояние от центра тяжести днища.

В точках, определяемых расстоянием y до центра тяжести полуокружности, приложены реакции опор, принятые за сосредоточенные силы .

Величина нагрузки, МН:

Рz=pz, (2.1)

где рz- максимальное давление цикла.

Рz .

Принимаем материал поршня чугун марки СЧ 28-48. Поршень неохлаждаемый [9,10].

Определяем основные конструктивные размеры:

Толщина днища, м:

(2.2)

Рисунок 9. Расчётная схема поршня

Длина поршня, м:

(2.3)

L

Принимаем по прототипному двигателю L=0,243 м.

Длина направляющей части (тронка), м:

Расстояние до первого кольца от верхней кромки поршня:

Принимаем 0,04 м.

Расстояние от оси пальца до нижней кромки поршня, м:

м

По прототипному двигателю принимаем 0,11 м

Толщина стенки за нижним уплотнительным кольцом, м:

(2.4)

Толщина стенки юбки, м:

Глубина канавки для колец ориентировочно составит, м:

(2.5)

Принимаем 0,008 м.

Диаметр головки поршня, м:

, (2.6)

где: диаметральный зазор;

.

Диаметральный зазор между тронком поршня и цилиндром 0,4.