Расчёт верхней (поршневой) головки

Основные размеры поршневой головки шатуна выбираются на основании, рекомендаций, приведённых в таблице 13.1, а затем выполняются проверочные расчёты.

Таблица 13.1

Размеры поршневой головки шатуна	Бензин. ДВС	Дизели
Внутренний диаметр, : · без втулки · с втулкой
Наружный диаметр,
Длина поршневой головки, : · с закреплённым пальцем · с плавающим пальцем
Минимальная радиальная толщина стенки головки,
Радиальная толщина стенки втулки,

Поршневая головка шатуна рассчитывается на:

· статическую прочность от сил, возникающих при запрессовке втулки в головку;

· усталостную прочность сечения I –I (рис. 13.1) от действия максимальных инерционных сил (у дизеля при в режиме холостого хода, а у бензинового – при в режиме разносной частоты вращения коленчатого вала);

· усталостную прочность сечения А – А (рис. 13.1) от суммарного действия газовых, инерционных сил в режиме или и сил, возникающих при запрессовке втулки в головку.

Расчёт на прочность от запрессовки втулки.

Суммарный натяг:

,

где: - натяг в зависимости от конкретной посадки;

- температурный натяг:

,

- внутренний диаметр головки;

, - термический коэффициент расширения бронзы;

, - термический коэффициент расширения стали;

, - средняя температура подогрева головки и втулки при работе двигателя.

Удельное давление между втулкой и головкой:

, МПа,

где: и - наружный и внутренний диаметры поршневой головки соответственно;

- внутренний диаметр втулки;

- коэффициент Пуассона;

, МПа – модуль упругости стали;

, МПа – модуль упругости бронзы.

Напряжения от суммарного натяга на внешней и внутренней поверхностях поршневой головки (формула Ляме):

где: МПа – допустимое нпряжение.

Для плавающего пальца:

Расчёт на усталостную прочность сечения I –I.

Сила инерции масс поршневой группы и верхней части поршневой головки шатуна выше сечения I –I:

,

где: - масса поршневой группы;

- масса верхней части головки шатуна;

- масса всего шатуна.

Максимальное напряжение растяжения от сил инерции:

,

где: - толщина стенки поршневой головки;

- ширина поршневой головки.

Минимальное напряжение:

Т. о., напряжение в сечении изменяется по пульсирующему закону.

Запас по пределу усталости:

,

где для пульсирующего цикла:

- амплитуда изменения напряжения;

- среднее за цикл напряжение.

Дата добавления: 2015-07-16