Menu

Предпосылки к расчету автотракторного многоцилиндрового двигателя

Расчету деталей двигателя на прочность предшествуют расчет рабочего процесса и динамический расчет, из которых выявляются основные параметры двигателя: рz; рс; р0; рr; рi; ре и др.

В зависимости от назначения двигателя и заданной мощности принимают исходя из назначения двигателя: диаметр поршня D м (см); ход поршня S, м (см); длину шатуна L, м (см); радиус кривошипа R, м (см), и другие данные, которые путем расчета получить невозможно; по отношению R/L = λ проверяют возможность прохождения шатуна в картере.

Для расчета деталей на прочность необходимо выяснить все силы и моменты, которыми нагружаются те или иные детали. Так как силы и моменты, нагружающие детали, переменны как по величине, так и по направлению, то при расчетах деталей на прочность принимают во внимание самые неблагоприятные условия. Переменные нагрузки приводят часто к разрушению деталей, несмотря на то, что деталь удовлетворяет требованиям расчета на прочность для статических нагрузок. Разрушение детали в данном случае происходит из-за недостаточной усталостной прочности металла при переменных нагрузках.

Усталостная прочность деталей зависит от характера нагрузок, вызывающих в деталях напряжения симметричные,. асимметричные, пульсирующие и .др.; пределов усталости (выносливости при изгибе σ-1, растяжении σ-1р, и кручении τ-1) и пределов текучести σТ и τТ материала; от формы детали, размеров ее, механической обработки и других видов обработки с целью упрочнения детали.

Изменение напряжений за один период называют циклом: Цикл характеризуется максимальным и минимальным значениями σmax, σmin средним значением σcp = (σmax + σmin)/2 и амплитудным значением σa = (σmax — σmin)/2. Цикл, у которого σmax = –σmin, называют симметричным, какие - либо другие — асимметричными.

Прочностную оценку деталей, подверженных переменным нагрузкам, дают по запасам прочности.

Отношение предельно допустимого напряжения σr к максимальному действующему напряжению σmax называют запасом прочности: n = σrmax. При определении запаса прочности по пределу выносливости для любого асимметричного цикла

[image]

где ασ=0,1 для сталей с σв = 500¸1000 МПа; ασ = 0,25 для сталей с σв = 1000¸1600 МПа; ατ может быть принят таким же, как и при расчете на изгиб и растяжение.

Для асимметричного цикла запас прочности по пределу текучести:

[image]

Наличие у деталей резких переходов, сверлений, канавок и т. д. приводит к появлению высоких местных напряжений (концентрация напряжений), которые учитываются коэффициентом концентрации,

[image],

где σ-1 — предел выносливости образца при отсутствии концентраций напряжения; σ-1к — предел выносливости у образца, имеющего концентрации напряжений.

Коэффициент, учитывающий концентрации напряжения при кручении,

 

[image]

Влияние геометрических размеров на запас прочности учитывается масштабным фактором[image], представляющим собой отношение пределов выносливости детали и стандартного образца.

Влияние обработки детали, включая и. меры поверхностного, упрочнения, оценивается технологическим фактором [image].

Наиболее часто встречающиеся формы концентраторов напряжений в практике автотракторного двигателестроения могут быть при предварительных расчетах оценены коэффициентом [image]. Масштабные факторы при расчетах принимают [image]и [image]. Большие значения относятся к деталям малого диаметра [image], меньшие — к деталям большего диаметра [image]. Значения технологического фактора можно принять следующими:

Для полированной поверхности ……………...[image]

Для шлифованной поверхности ………………[image].

Тонкое обтачивание ……………………....……[image]

Грубое обтачивание…………………………….[image]

Необработанная поверхность…………………[image]

После оценки факторов, влияющих на предел выносливости, подсчитывают запас прочности для нормальных напряжений:

[image], если [image],

[image], если [image],

для касательных напряжений

[image], если [image];

[image], если [image].

При одновременном возникновении в деталях нормальных и касательных напряжений запас прочности

[image].

Для определения нагрузок, действующих на детали двигателя, производят динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. При расчете чаще всего определяют не геометрические размеры детали, а напряжения, возникающие в деталях в результате воздействия нагрузок. Поэтому, прежде чем. приступить к расчету деталей на прочность, необходимо произвести первоначальную конструктивную проработку двигателя и только после этого найти напряжения в деталях и сравнить их с допускаемыми, полученными на основе изучения статистического материала, или в результате расчета выяснить запас прочности и сравнить его с запасом прочности аналогичной работоспособной деталью двигателя.

При определении нагрузок, действующих в кривошипно-шатунном механизме (так как все они имеют меняющийся цикличный характер), удобно данные по изменению нагрузки заносить в таблицы, из которых видно было бы не только изменение данной нагрузки, но в случае необходимости была бы возможность без больших затрат времени суммировать и производить другие операции, необходимость в которых выясняется по ходу расчета двигателя.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4885 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8075 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4920 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Экструзивные (и другие) фации

При экструзивном типе извержения происходит выдавливание лавы, находящейся в вязком или уже затвердевшем состоянии, на поверхность. Форма экструзивных тел зависит от формы вулканического канала, по которому они выдавливаются. Они образуют...

14-10-2010 Просмотров:8523 Геологическое картирование, структурная геология

Некоторые выводы

Отсутствие в настоящее время убедительных доказательств воздействия МГД генератора и магнитных бурь на сейсмический процесс не ставит под сомнение сами идеи по предотвращению сильных землетрясений. Неудачи были обусловлены отсутствием адекватных...

15-11-2010 Просмотров:4245 Сейсмический процесс

Расчет бортового элемента и учет его под…

Расчет бортового элемента производится в предположении, что усилия в вантах как в стадии предварительного напряжения, так и в стадии монтажа и эксплуатации, являются внешней нагрузкой. При этом назначение расчетной схемы...

20-09-2011 Просмотров:4104 Вантовые покрытия