Конструктивный расчёт двигателя

F

(2.12)

Стержень шатуна проверяется на продольную устойчивость по формуле Тетмайера.

Коэффициент запаса устойчивости:

(2.13)

условие обеспечения устойчивости стержня при продольном изгибе, где Ркр- критическая нагрузка, Н.

кг (2.14)

где: м – радиус инерции поперечного сечения стержня.

Материал коленчатого вала сталь марки 40. Коленвал цельнокованый.

Рисунок 10. Расчётная схема коленчатого вала

Формулы Регистра

Диаметр шеек вала, м:

(2.15)

где: коэффициент, определяемый в зависимости от диаметра сверления шейки по формуле, м:

где а- расстояние между серединами коренных шеек, м; допустимая амплитуда касательных напряжений, определяемая по формуле:

(2.16)

где, предел усталости материала вала при кручении может быть определён по формуле:

для стали марки 40 – предел прочности при растяжении.

t- наибольшее значение амплитуды удельных касательных сил одного цилиндра, определяемое по формуле:

Ширина щёк вала должна отвечать формуле, м:

(2.17)

где С- расстояние от середины коренного подшипника до средней плоскости щёк, м; коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в галтели радиуса r и наличие перекрытия e между шейками вала-1,4, [12]; s- допустимая амплитуда напряжений, , определяется по формуле:

(2.18)

Проверка шеек на удельное давление (на невыжимаемость масла).

Удельное давление на шатунной шейке, :

(2.19)

Удельное давление на коренной шейке, :

(2.20)

Проверяем шатунную шейку на нагрев, :

(2.21)

где ;

Проверяем коренную шейку на нагрев, :

Ограничение нагрева подшипников обеспечивается. Вес коленчатых валов составляет 7-15% веса двигателя, стоимость его достигает 25-30% стоимости двигателя [13].

Расчёт крышки коренных подшипников

Материал крышек: СЧ 21-40.

Определяем конструктивные размеры.

Ширина крышки (вдоль оси вала), м:

(2.22)