Расчет поршневого пальца

Наружный (d _пн), внутренний (d _пв) диаметры и длину (l _п) пальца, определить (или принять по двигателю-прототипу) по следующим статистическим данным (линейные размеры – в м).

Для ДсИЗ:

d_пн/D = 0,20 – 0,28; d_пв/d_пн = 0,65 – 0,75; l_п/D = 0.85 – 0.90.

Для дизелей:

d_пн/D = 0,32 – 0,40; d_пв/d_пн = 0,50 – 0,70; l_п/D=0.85 – 0.90.

Выполнить расчеты на износостойкость и на изгиб пальца.

Максимальные напряжения в пальцах ДсИЗ возникают на режимах максимального крутящего момента, а в дизелях – на режиме номинальной мощности. В курсовом проекте можно выполнить расчет для ДсИЗ на режиме номинальной мощности.

Износостойкость пальца оценивают по удельным давлениям между втулкой шатуна (q_ш), бобышками поршня (q_б) и опорной поверхностью пальца по формулам (МПа):

q_ш = P_∑max/(d_пн а) (3.8)

q_б=(P_z + P_jбп)/(2d_пнl_б) (3.9)

где

P_∑max – максимальное значение суммарной силы, МН. Выбрать по графикам динамического анализа;

а – длина головки шатуна (м), принять по прототипу или определить из соотношений:

для ДсИЗ – а /D = 0,28 - 0,45; для дизелей – а /D = 0,28 - 0,32

P_z – максимальная сила давления газов, МН;

P_jбп – сила инерции массы поршневой группы за вычетом массы поршневого пальца; P_jбп = -m_бпRω²(1+λ), приближенно можно принять: m_бп ≈ 0,7m_п – для ДсИЗ, m_бп ≈ 0,65m_п – для дизелей.

l_б – длина опорной поверхности пальца в бобышке поршня (м), l_б = (l_п - b_б)/2;

b_б – расстояние между торцами бобышек поршня (м), принять из соотношения

b_б/D=0.25 - 0.45.

Удельные давления не должны превышать:

– для поршневых пальцев ДсИЗ – q_ш=35…40 МПа; q_б=30…35 МПа;

– для поршневых пальцев дизелей – q_ш=45…55 МПа; q_б=40…45 Мпа.

Расчет пальца на изгиб выполнить по формуле

(3.10)

где α= d_пв/d_пн

Допускаемые напряжения на изгиб для пальцев автотракторных двигателей равны

=120…160 Мпа.