Динамический расчет

2.1. Расчет кривошипно-шатунного механизма

2.1.1. Давление газов на поршень в зависимости от угла поворота кривошипа рассчитано в таблице 32. Его значение записываем в графу 2 табл. 34. Результаты последующих расчетов также заносим в табл.34.

2.1.2. Избыточное давление газов над поршнем (рис.6):

МПа.

2.1.3. Рассчитываем удельные массы КШМ, совершающие возвратно-поступательное движение: .

Из таблицы 11 выбираем значения удельных масс:

; .

По заданию имеем: ; м;

м²; .

2.1.4. Удельная сила инерции возвратно-поступательного движения:

МПа.

Результаты расчетов заносим в графу 5 таблицы 34.

2.1.5. По нижеприведенным соотношениям рассчитаем остальные удельные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме (см. рис.6):

, МПа;

Результаты расчетов заносим в таблицу 34.

2.1.6. Рассчитываем суммарный крутящий момент от одного цилиндра:

Нм.

Значение заносим в графу 15 таблицы 34.

2.1.7. Рассчитываем суммарный крутящий момент от 8 цилиндров, пользуясь таблицей 35.

Порядок работы цилиндров - 1_л-1_п-4_л-2_л-2_п-3_л-3_п-4_пили 1-5-4-2-6-3-7-8

2.1.8. Период суммарного крутящего момента равен:

2.1.9. Средний индикаторный крутящий момент определяется после построения рис. 10: = или Нм (см. п.1.8.4)

2.1.10. Удельная центробежная сила инерции от вращающейся массы шатуна, сосредоточенной на радиусе кривошипа:

МПа.

2.1.11. Рассчитываем силу, действующую на поверхность шатунной шейки (графа 18 таблица 34):

= = , МПа

2.1.12. Строим на миллиметровой бумаге графики сил и крутящих моментов в соответствии с приведенными на рис. 7…10.

2.2. Построение полярной диаграммы сил

2.2.1. Cхема построения полярной диаграммы сил , действующей на поверхность шатунной шейки, представлена на рис.11.

2.2.2. Строим координатную систему - , с центром в точке О, в которой отрицательная ось направлена вверх.

2.2.3. В табл.34 каждому значению = 0, 30, 60, … соответствует точка с координатами - . Наносим на плоскость - эти точки по схеме рис.11. Последовательно соединяя точки, получим полярную диаграмму. Вектор, соединяющий центр О с любой точкой диаграммы, указывает направление вектора и его величину в соответствующем масштабе.

2.2.4. Строим новый центр , отстоящий от О по оси на величину центробежной силы от вращающейся массы нижней части шатуна (п.2.1.10). В этом центре условно располагают шатунную шейку с диаметром (рис.11).

2.2.5. Вектор, соединяющий центр О с любой точкой построенной диаграммы указывает направление действия силы на поверхность шатунной шейки и ее величину в соответствующем масштабе.

2.2.6. Касательные линии из центра к верхней и нижней частям полярной диаграммы отсекают наиболее нагруженную от наименее нагруженной части поверхности щатунной шейки.

2.2.7. Масляное отверстие располагают в середине наименее нагруженной части поверхности щатунной шейки.

2.3. Построение развернутой диаграммы сил

В таблице 34 приведена рассчитанная в п. 2.1.11 сила , действующая на поверхность шатунной шейки (графа 18 таблица 34). На основе этих имеющихся данных строят на миллиметровой бумаге графики сил в зависимости от угла поворота кривошипа в соответствии с рис.12 и определяют ее среднее значение: = , МПа

3. РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ

Все конструктивные размеры для проведения расчетов деталей дизельного двигателя на прочность выбираются в соответствии с табл.31(исходные данные для проектирования) и табл.17, а силы - из таблиц 32 и 34.

Расчет поршня

3.1.1. Напряжение изгиба в днище поршня от газовой силы (рис.13):

МПа.