В однорядному двигуні шатунна шийка навантажена силою QA, переданою по шатуні, і силою інерції PBL обертової маси шатуна. Для зручності розрахунків, силу QA заміняють двома силами – ZA, спрямовану до центра обертання кривошипа, і TA, спрямованої під кутом 90º до ZA убік обертання кривошипа (рисунок. 4.4). Шатунний підшипник навантажений реакціями шатунної шийки (рисунок. 4.5).
При розрахунку навантаження на шатунну шийку КШ, використають систему координат ZШ – ТШ, що обертається разом з колінчатим валом. А складові реакції при розрахунку навантаження на підшипник, RШ, визначають у системі координат RZШ – RТШ, жорстко пов’язані із шатуном (див. рис. 4.5).
Радіальна складова навантаження на шатунну шийку, кН:
. (4.23)
Тангенціальна складова навантаження на шатунну шийку, кН:
. (4.24)
Повне навантаження на шатунну шийку, кН:
. (4.25)
Отримані значення навантажень ZШ і ТШ можна використати для визначення навантажень на шатунний підшипник. Складові навантажень, кН:
; (4.26)
. (4.27)
Повне навантаження на шатунний підшипник, кН:
|
|
. (4.28)
Значення ZA і ТА при заданому куті повороту кривошипа вибирають із таблиці 4.1. Всі розрахунки по пункті 4.5 для кутів повороту кривошипа від нуля до 710º с кроком Da= 10º представлені в таблиці 4.3.
За результатами даного розрахунку побудовані годографи навантажень на шатунну шийку й шатунний підшипник, рисунок 4.6.
Таблиця 4.3- Розрахунок навантажень на шатунні шийки й підшипники
a | Za | Рвl | Zш | Тш | Кш | Rzш | Rтш | Rш |
град | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН | кН |
-16,382 | -8,978 | -25,360 | 0,000 | 25,360 | -25,360 | 0,000 | 25,360 | |
-15,465 | -8,978 | -24,443 | -3,510 | 24,694 | -24,613 | 1,987 | 24,694 | |
-13,184 | -8,978 | -22,162 | -6,287 | 23,037 | -22,711 | 3,864 | 23,037 | |
-9,944 | -8,978 | -18,922 | -7,783 | 20,460 | -19,698 | 5,533 | 20,460 | |
-6,402 | -8,978 | -15,380 | -7,730 | 17,214 | -15,764 | 6,915 | 17,214 | |
-3,247 | -8,978 | -12,225 | -6,208 | 13,711 | -11,167 | 7,955 | 13,711 | |
-1,028 | -8,978 | -10,006 | -3,592 | 10,631 | -6,206 | 8,632 | 10,631 | |
-0,037 | -8,978 | -9,015 | -0,444 | 9,026 | -1,188 | 8,947 | 9,026 | |
-0,278 | -8,978 | -9,256 | 2,641 | 9,625 | 3,595 | 8,929 | 9,625 | |
-1,508 | -8,978 | -10,486 | 5,171 | 11,692 | 7,901 | 8,619 | 11,692 | |
-3,342 | -8,978 | -12,320 | 6,850 | 14,096 | 11,558 | 8,069 | 14,096 | |
-5,368 | -8,978 | -14,346 | 7,594 | 16,232 | 14,482 | 7,331 | 16,232 | |
-7,250 | -8,978 | -16,228 | 7,499 | 17,877 | 16,671 | 6,455 | 17,877 | |
-8,780 | -8,978 | -17,758 | 6,765 | 19,003 | 18,196 | 5,480 | 19,003 | |
-9,882 | -8,978 | -18,860 | 5,621 | 19,680 | 19,173 | 4,439 | 19,680 | |
-10,586 | -8,978 | -19,564 | 4,267 | 20,024 | 19,741 | 3,356 | 20,024 | |
-10,981 | -8,978 | -19,959 | 2,841 | 20,160 | 20,034 | 2,249 | 20,160 | |
-11,166 | -8,978 | -20,144 | 1,413 | 20,194 | 20,162 | 1,127 | 20,194 | |
-11,219 | -8,978 | -20,197 | 0,000 | 20,197 | 20,197 | 0,000 | 20,197 | |
-11,189 | -8,978 | -20,167 | -1,416 | 20,216 | 20,185 | -1,127 | 20,216 | |
-11,047 | -8,978 | -20,025 | -2,858 | 20,228 | 20,102 | -2,249 | 20,228 | |
-10,745 | -8,978 | -19,723 | -4,331 | 20,193 | 19,912 | -3,356 | 20,193 | |
-10,152 | -8,978 | -19,130 | -5,774 | 19,983 | 19,483 | -4,439 | 19,983 | |
-9,193 | -8,978 | -18,171 | -7,083 | 19,502 | 18,717 | -5,480 | 19,502 | |
-7,817 | -8,978 | -16,795 | -8,085 | 18,640 | 17,487 | -6,455 | 18,640 | |
-6,078 | -8,978 | -15,056 | -8,599 | 17,339 | 15,712 | -7,331 | 17,339 | |
-4,131 | -8,978 | -13,109 | -8,467 | 15,606 | 13,358 | -8,069 | 15,606 | |
-2,241 | -8,978 | -11,219 | -7,682 | 13,597 | 10,516 | -8,619 | 13,597 | |
-0,674 | -8,978 | -9,652 | -6,409 | 11,586 | 7,384 | -8,929 | 11,586 | |
0,420 | -8,978 | -8,558 | -5,058 | 9,941 | 4,333 | -8,947 | 9,941 | |
1,226 | -8,978 | -7,752 | -4,287 | 8,858 | 1,989 | -8,632 | 8,858 | |
2,549 | -8,978 | -6,429 | -4,872 | 8,067 | 1,337 | -7,955 | 8,067 | |
6,203 | -8,978 | -2,775 | -7,490 | 7,988 | 3,999 | -6,915 | 7,988 | |
15,564 | -8,978 | 6,586 | -12,181 | 13,847 | 12,693 | -5,533 | 13,847 | |
35,249 | -8,978 | 26,271 | -16,810 | 31,189 | 30,948 | -3,864 | 31,189 | |
64,719 | -8,978 | 55,741 | -14,688 | 57,644 | 57,610 | -1,987 | 57,644 | |
99,490 | -8,978 | 90,512 | 0,000 | 90,512 | 90,512 | 0,000 | 90,512 | |
114,649 | -8,978 | 105,671 | 26,020 | 108,828 | 108,810 | 1,987 | 108,828 | |
92,933 | -8,978 | 83,955 | 44,318 | 94,934 | 94,855 | 3,864 | 94,934 | |
58,701 | -8,978 | 49,723 | 45,941 | 67,697 | 67,471 | 5,533 | 67,697 | |
30,036 | -8,978 | 21,058 | 36,267 | 41,937 | 41,363 | 6,915 | 41,937 | |
14,914 | -8,978 | 5,936 | 28,510 | 29,122 | 28,014 | 7,955 | 29,122 | |
6,726 | -8,978 | -2,252 | 23,507 | 23,615 | 21,981 | 8,632 | 23,615 | |
1,713 | -8,978 | -7,265 | 20,642 | 21,883 | 19,970 | 8,947 | 21,883 | |
-2,004 | -8,978 | -10,982 | 19,045 | 21,985 | 20,090 | 8,929 | 21,985 | |
-5,226 | -8,978 | -14,204 | 17,917 | 22,864 | 21,177 | 8,619 | 22,864 | |
-8,160 | -8,978 | -17,138 | 16,726 | 23,947 | 22,547 | 8,069 | 23,947 | |
-10,754 | -8,978 | -19,732 | 15,213 | 24,915 | 23,812 | 7,331 | 24,915 | |
-12,889 | -8,978 | -21,867 | 13,332 | 25,611 | 24,784 | 6,455 | 25,611 | |
-14,503 | -8,978 | -23,481 | 11,175 | 26,004 | 25,421 | 5,480 | 26,004 | |
-15,588 | -8,978 | -24,566 | 8,867 | 26,117 | 25,737 | 4,439 | 26,117 | |
-14,771 | -8,978 | -23,749 | 5,953 | 24,484 | 24,252 | 3,356 | 24,484 | |
-12,499 | -8,978 | -21,477 | 3,233 | 21,719 | 21,602 | 2,249 | 21,719 | |
-10,874 | -8,978 | -19,852 | 1,376 | 19,900 | 19,868 | 1,127 | 19,900 | |
-10,925 | -8,978 | -19,903 | 0,000 | 19,903 | 19,903 | 0,000 | 19,903 | |
-10,874 | -8,978 | -19,852 | -1,376 | 19,900 | 19,868 | -1,127 | 19,900 | |
-10,695 | -8,978 | -19,673 | -2,767 | 19,866 | 19,739 | -2,249 | 19,866 | |
-10,311 | -8,978 | -19,289 | -4,156 | 19,732 | 19,444 | -3,356 | 19,732 | |
-9,622 | -8,978 | -18,600 | -5,473 | 19,389 | 18,874 | -4,439 | 19,389 | |
-8,541 | -8,978 | -17,519 | -6,581 | 18,715 | 17,894 | -5,480 | 18,715 | |
-7,039 | -8,978 | -16,017 | -7,281 | 17,595 | 16,368 | -6,455 | 17,595 | |
-5,192 | -8,978 | -14,170 | -7,345 | 15,960 | 14,177 | -7,331 | 15,960 | |
-3,208 | -8,978 | -12,186 | -6,575 | 13,846 | 11,252 | -8,069 | 13,846 | |
-1,423 | -8,978 | -10,401 | -4,877 | 11,487 | 7,594 | -8,619 | 11,487 | |
-0,247 | -8,978 | -9,225 | -2,349 | 9,519 | 3,301 | -8,929 | 9,519 | |
-0,061 | -8,978 | -9,039 | 0,736 | 9,069 | -1,481 | -8,947 | 9,069 | |
-1,108 | -8,978 | -10,086 | 3,872 | 10,804 | -6,497 | -8,632 | 10,804 | |
-3,376 | -8,978 | -12,354 | 6,454 | 13,939 | -11,445 | -7,955 | 13,939 | |
-6,578 | -8,978 | -15,556 | 7,943 | 17,467 | -16,040 | -6,915 | 17,467 | |
-10,160 | -8,978 | -19,138 | 7,952 | 20,724 | -19,972 | -5,533 | 20,724 | |
-13,431 | -8,978 | -22,409 | 6,405 | 23,306 | -22,983 | -3,864 | 23,306 | |
-15,741 | -8,978 | -24,719 | 3,572 | 24,976 | -24,897 | -1,987 | 24,976 | |
-16,382 | -8,978 | -25,360 | 0,000 | 25,360 | -25,360 | 0,000 | 25,360 |
|
|
Рисунок 4.6 – Годограф навантажень на шатунну шийку
Рисунок 4.7 – Годограф навантажень на шатунний підшипник